一种GaN基白光LED外延结构及制备方法技术

本发明专利技术一种GaN基白光LED外延结构及制备方法，该制备方法包括以下步骤：使用反应磁控溅射在稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底上制备单晶或多晶氮氧化铝、氮化铝双层缓冲层；使用金属有机化学气相沉积在所述单晶或多晶氮化铝缓冲层上生长GaN基LED外延结构，其中，GaN基LED外延结构自下而上依次为低温GaN缓冲层、高温GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源区、P型GaN层和高掺杂P型电极接触层。本发明专利技术制备的GaN基白光LED外延结构可以非常精确地控制荧光材料的掺杂、厚度和质量等光学特型和物理特性，实现重复率非常高、均匀度非常好的荧光材料集成，并解决传统点胶(涂覆)型白光LED中荧光粉、胶体散射导致的光损失与荧光粉受热退化造成的光效降低、色坐标偏移的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基白光LED外延结构及制备方法
本专利技术属于光电
，具体涉及一种GaN基白光LED外延结构及制备方法。
技术介绍
白光LED目前已经取代传统照明，成为室内、室外通用照明的首选方式。白光LED通常采用蓝光LED激发黄色荧光粉的方式产生白光。目前最主流的荧光粉涂敷工艺是传统的喷涂(点胶)工艺：即荧光粉与胶体混合后，直接涂覆在蓝光LED芯片上。该工艺存在诸多难以克服的困难，例如，微米级的荧光粉颗粒对LED发出的蓝光具有较强的散射作用，导致光效降低；荧光粉由于受到LED芯片的热影响，产生热退化效应，最终导致白光LED光效降低，色坐标的偏移。因此，需要一种新型白光LED，解决荧光粉光散射、热退化等现象，同时简化封装工艺、提高良率、减少生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供了一种GaN基白光LED外延结构的制备方法，在新型稀土元素掺杂的YAG陶瓷或单晶衬底上生长的一种GaN基白光LED外延片，通过传统芯片加工工艺可获得无需荧光粉涂覆工艺的白光LED芯片。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案予以实现：一种GaN基白光LED外延结构的制备方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基白光LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用反应磁控溅射法在稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底上制备双层外延缓冲层；用金属有机化学气相沉积在所述双层外延缓冲层上生长GaN基LED外延结构，其中，GaN基LED外延结构自下而上依次为低温GaN缓冲层、高温GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源区、P型GaN层和高掺杂P型电极接触层。

【技术特征摘要】
1.一种GaN基白光LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用反应磁控溅射法在稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底上制备双层外延缓冲层；用金属有机化学气相沉积在所述双层外延缓冲层上生长GaN基LED外延结构，其中，GaN基LED外延结构自下而上依次为低温GaN缓冲层、高温GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源区、P型GaN层和高掺杂P型电极接触层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底中，稀土元素包括Ce、Eu、Nd和Yb中的一种或几种，掺杂浓度为0.05at％到0.5at％，衬底厚度为100μm到1000μm，作为衬底的稀土元素YAG陶瓷或单晶表面经过精细抛光，其表面粗糙度小于0.5nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用反应磁控溅射法在稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底上制备双层外延缓冲层，其具体操作为：首先，将稀土元素掺杂YAG陶瓷或单晶衬底放入磁控溅射腔室内样品台上，开启抽真空及样品加热；随后，通入氩气，开启RF电源，对靶材进行等离子清洗；之后通入氩气、氮气或氧气，开始预溅射；最后，打开挡板，根据条件依次溅射缓冲层第一层和第二层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述采用反应磁控溅射法制备的双层外延缓冲层，自下而上依次为：第一层：单晶或多晶氮化铝或氮氧化铝缓冲层；第二层：单晶或多晶氮化铝缓冲层。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述采用反应磁控溅射法制备的双层外延缓冲层，其厚度为：第一层：0.1nm至2μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李虞锋，云峰，张维涵，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61