一种LED外延结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种LED外延结构的制备方法，该方法本发明专利技术采用特殊工艺清洗的硅衬底，该硅衬底具有容易去除、抗辐射、热导率高、耐高温、化学性质较稳定、强度较高等优点，具有很高的可靠性，基于硅衬底的氮化镓纳米柱LED可广泛应用于高温器件；本发明专利技术方法形成的外延结构包括衬底，依次层叠形成在所述衬底的缓冲层、N型GaN层、InaGa1‑aN/GaN电流扩展层、InbGa1‑bN/IncGa1‑cN发光层、InGaN/GaN多量子阱和P型GaN层，具有更大的发光面积，能有效避免效率骤降的问题，且能减少全反射损失；本发明专利技术采用渐变In组分的pInGaN导电层可以避免异质结界面势垒对空穴的阻挡作用，同时降低欧姆接触势垒高度，减小电压，进一步提高LED器件的光电转换效率。

A preparation method of LED epitaxial structure

The invention discloses a preparation method of LED silicon epitaxial structure, the method of the invention adopts special cleaning process, the silicon substrate is easy to remove, anti radiation, high thermal conductivity, high temperature resistance, relatively stable chemical properties, high strength, reliable high, Gan nano columns LED the silicon substrate can be widely used in high temperature devices based on extension; structure formed by the method of the invention comprises a substrate, sequentially formed on the substrate of the buffer layer, N GaN layer, InaGa1 layer, InbGa1 aN/GaN current expansion bN/IncGa1 cN InGaN/GaN multiple quantum well light emitting layer, and the P type GaN layer with light a larger area, can effectively avoid the problem of efficiency droop, and can reduce the total reflection loss; the invention adopts pInGaN conductive layer gradient component In can avoid the heterojunction interface potential barrier on the hole At the same time, the ohmic contact barrier height is reduced, the voltage is reduced, and the photoelectric conversion efficiency of the LED device is further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延结构的制备方法
本专利技术涉及LED的制备方法，具体涉及一种LED外延结构的制备方法。
技术介绍
发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)作为一种新型节能、环保固态照明光源，具有能效高、体积小、重量轻、响应速度快以及寿命长等优点，使其在很多领域得到了广泛应用，如固体照明光源、大屏幕显示、汽车尾灯、交通信号灯等。如今，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料蓬勃发展，已经在很多领域进入到人们的生活当中，其中GaN作为制备高效LED的重要材料，更是吸引了很多人的眼球。与传统材料相比，GaN作为第三代半导体材料的代表，具有优良的物理、化学性质，例如：禁带宽度较宽，热稳定性好，电子迁移率很高，并且还是一种直接带隙半导体材料。目前，产业化的GaN基LED外延层多为二维的多层膜结构，虽然制备过程简单、成本低，但多层膜结构有许多先天不足，比如GaN与衬底之间存在较大的晶格失配，产生位错，形成非辐射复合中心，降低了内量子效率；存在较强的压电极化现象，产生量子限制斯塔克效应，使载流子复合几率减小；由于多层膜之间存在全反射现象，降低了光提取效率等等，因此二维多层膜结构难以满足市场对大功率高亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED外延结构的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）准备衬底将硅衬底放入体积比为1:15的氢氟酸和去离子水混合溶液中超声3‑5分钟，去除硅衬底表面氧化物和粘污颗粒，再放入去离子水中超声3‑5分钟，去除表面杂质，用干燥氮气吹干；（2）从衬底上生成缓冲层采用金属有机化合物化学气相沉积法，在540‑560℃，保持反应腔压力350mbar‑450mbar，通入流量为10000sccm‑16000sccm的NH3、60sccm‑80sccm的TMGa、140L/min‑160L/min的H2、在衬底上生长厚度为20nm‑30nm的缓冲层GaN；（3）在所述缓冲层上依次生成N型GaN层、InaGa...

【技术特征摘要】
1.一种LED外延结构的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）准备衬底将硅衬底放入体积比为1:15的氢氟酸和去离子水混合溶液中超声3-5分钟，去除硅衬底表面氧化物和粘污颗粒，再放入去离子水中超声3-5分钟，去除表面杂质，用干燥氮气吹干；（2）从衬底上生成缓冲层采用金属有机化合物化学气相沉积法，在540-560℃，保持反应腔压力350mbar-450mbar，通入流量为10000sccm-16000sccm的NH3、60sccm-80sccm的TMGa、140L/min-160L/min的H2、在衬底上生长厚度为20nm-30nm的缓冲层GaN；（3）在所述缓冲层上依次生成N型GaN层、InaGa1-aN/GaN电流扩展层、InbGa1-bN/IncGa1-cN发光层、InGaN/GaN多量子阱和渐变In组分p型InGaN导电层，其中，所述渐变In组分p型InGaN导电层的In原子百分比沿着生长方向由12％渐变降低到0.5%。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述InaGa1-aN/GaN电流扩展层的首层为垒材料InaGa1-aN层，其次为阱材料GaN层，接着重复周期垒材料InaGa1-aN层、阱材料GaN层，最后一层为垒材料InaGa1-aN层；InaGa1-aN/GaN电流扩展层总厚度为100-300nm，每层垒材料InaGa1-aN层和阱材料GaN层的厚度均为2-3nm。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述InbGa1-bN/IncGa1-cN发光层的首层为垒材料IncGa1-cN层，其次为阱材料InbGa1-bN层，接着重复周期垒材料IncGa1-cN层、阱材料InbGa1-bN层，最后一层为垒材料IncGa1-cN层；InbGa...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州思创源博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32