一种生长在Ce:YAG单晶衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用，其结构包括Ce：YAG单晶衬底和生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜；Ce：YAG单晶衬底以(111)面为外延面，Ce：YAG单晶衬底与GaN薄膜的取向关系为：Ce：YAG单晶衬底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面。由此生长的GaN薄膜的晶体质量好。本发明专利技术亦公开了生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜的制备方法，该制备工艺方法简单，制备成本低，可用于批量生产，易于商业化。此外，本发明专利技术还把生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜应用于LED器件中。

【技术实现步骤摘要】
一种生长在Ce:YAG单晶衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及GaN薄膜
，尤其是一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
发光二极管(LED)具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保、可平面封装、易开发成轻薄小巧产品等优点，被誉为将超越白炽灯、荧光灯的“第四代照明光源”，应用前景十分广阔。LED技术不断发展并且白光LED光源器件被广泛应用于显LED背光源，医疗设备和汽车照明等领域。特别是面对未来大功率照明的市场需要，LED要真正实现广泛的大规模应用，其发光效率仍将需要进一步提高。目前，LED的芯片主要是有生长在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上的GaN材料所制备的，然而，由于蓝宝石和GaN之间的晶格失配高达13.3％，导致外延GaN薄膜的过程中产生了密度为～109cm-2的位错缺陷，从而导致材料的载流子迁移率降低，缩短载流子的寿命，进而影响了GaN基器件的性能。其次，由于蓝宝石的热导率低(25W/m×K，100℃)，很难将芯片工作时产生的热量及时排除，从而导致热量积累，使器件的内量子效率降低，最终影响了器件的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜，其特征在于：包括Ce：YAG单晶衬底和生长在所述的Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜，所述的Ce：YAG单晶衬底以(111)面为外延面，所述Ce：YAG单晶衬底与所述GaN薄膜的取向关系为：Ce：YAG单晶衬底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面。

【技术特征摘要】
1.一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜，其特征在于：包括Ce：YAG单晶衬底和生长在所述的Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜，所述的Ce：YAG单晶衬底以(111)面为外延面，所述Ce：YAG单晶衬底与所述GaN薄膜的取向关系为：Ce：YAG单晶衬底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面。2.根据权利要求1所述的一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN薄膜厚度为100-300nm。3.一种生长在Ce：YAG单晶衬底上的GaN薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①衬底以及其晶向的选取：以Ce：YAG单晶为衬底，以Ce：YAG单晶(111)面为外延面，选取该外延面供GaN薄膜生长；Ce：YAG单晶衬底与外延生长出的GaN薄膜的取向关系为：Ce：YAG单晶衬底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面；②对Ce：YAG单晶衬底先进行精细抛光处理和表面退火处理，将Ce：YAG单晶进行单面精细抛光，抛光后将Ce：YAG单晶放入反应室内在保护气体氛围中进行原位退火处理以使得Ce：YAG单晶衬底获得原子级平整的表面；③将经过步骤②处理的Ce：YAG单晶衬底进行高...

【专利技术属性】
技术研发人员：向卫东，蒋举涛，梁晓娟，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33