高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构及其制备方法，涉及半导体光电器件以及半导体照明制造领域。其中，外延结构的制备方法包括：提供衬底，分别生长缓冲层、u

【技术实现步骤摘要】
高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件以及半导体照明制造领域，尤其涉及一种高抗水解性能蓝绿光LED蓝绿光LED外延片制备方法。

技术介绍

[0002]近年来,发光二极管(LED)的性能有了显著提高,在户内外照明、汽车车灯、背光显示以及微电子器件方面取得了广泛的应用。但是LED发光二极管在应用的过程中要抵抗高温和高湿环境对芯片结构的破坏。所以对LED外延片、芯片提出抗水解性能的要求。
[0003]现有技术中，一般对芯片侧壁添加保护结构，或在芯片顶部通过蚀刻形成阻挡水蒸气上爬的抗水解槽，但这些方式需要增加LED制程，降低了生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构的制备方法，其制备得到的外延片可有效提升蓝绿光LED芯片的抗水解性能。
[0005]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片。
[0006]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种高抗水解性能蓝绿光LED。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构的制备方法，其包括以下步骤：
[0008](1)提供衬底，在其一面上生长缓冲层；
[0009](2)在所述缓冲层上生长u
‑
GaN层；
[0010](3)在所述u
‑
GaN层上生长掺杂浓度为5
×
10
18
～10
×
10
18
cm
‑3的第一n
‑
GaN层；
[0011](4)在所述第一N
‑
GaN层上生长厚度为10～100nm的n
‑
AlGaN层；
[0012](5)在所述n
‑
AlGaN层上生长掺杂浓度为1
×
10
18
～3
×
10
19
cm
‑3的第二n
‑
GaN层；
[0013](6)在所述第二n
‑
GaN层上生长多个周期数的InGaN/GaN层；
[0014](7)在所述InGaN/GaN层上生长量子阱层；
[0015](8)在所述量子阱层上生长掺杂浓度为5
×
10
19
～1.5
×
10
20
cm
‑3的第一p
‑
GaN层；
[0016](9)在所述第一p
‑
GaN层上生长p
‑
AlGaN层；
[0017](10)在所述p
‑
AlGaN层上生长掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
20
cm
‑3的第二p
‑
GaN层，即得到高抗水解性能蓝绿光LED外延片。
[0018]作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，u
‑
GaN层的生长速率为5～8μm/h，生长温度为900～1200℃；
[0019]所述u
‑
GaN层的厚度为1～3μm。
[0020]作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，第一n
‑
GaN层的掺杂浓度为7.5
×
10
18
～8.5
×
10
18
cm
‑3，其生长速率为3～6μm/h，生长温度为1050～1100℃；
[0021]所述第一n
‑
GaN层的厚度为0.5～2μm。
[0022]作为上述技术方案的改进，步骤(5)中，第二n
‑
GaN层的掺杂浓度为1
×
10
19
～3
×
10
19
cm
‑3，其生长速率为3～5μm/h，生长温度为950～1050℃；
[0023]所述第二n
‑
GaN层的厚度为1.5～2μm。
[0024]作为上述技术方案的改进，步骤(4)中，所述n
‑
AlGaN层的厚度为30～60nm，生长温度为950～1050℃。
[0025]作为上述技术方案的改进，步骤(1)包括：
[0026](1.1)提供衬底，将衬底在1000～1200℃，氢气气氛下高温处理5～20min；
[0027](1.2)在步骤(1.1)得到的衬底上生长厚度为10～100nm的GaN层，生长温度为500～900℃。
[0028]作为上述技术方案的改进，步骤(6)中，每个周期内InGaN层的厚度为0.5～10nm，GaN层的厚度为10～100nm，生长温度为600
‑
1000℃；
[0029]步骤(7)中，量子阱层包括多个In
x
Ga1‑
x
N阱层和多个GaN垒层；其中，每个In
x
Ga1‑
x
N阱层的厚度为1～6nm，生长温度为600～900℃；每个GaN垒层的厚度为1～20nm，生长温度为700～1000℃。
[0030]作为上述技术方案的改进，步骤(8)中，所述第一p
‑
GaN层的生长温度为700～800℃；
[0031]步骤(9)中，所述p
‑
AlGaN层的厚度为10～100nm，生长温度为700～1000℃，其Mg掺杂浓度为1
×
10
18
～2
×
10
20
cm
‑3，Al掺杂浓度为1
×
10
19
～1
×
10
21
cm
‑3；
[0032]步骤(10)中，所述第二p
‑
GaN层的厚度为10～100nm，其生长温度为700～1000℃。
[0033]相应的，本专利技术还公开了一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构，其由如上述的方法制备而得。
[0034]相应的，本专利技术还公开了一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片，其包括上述的外延结构。
[0035]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0036]本专利技术的高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构的制备方法，第一n
‑
GaN层和第二n
‑
GaN层之间生长了n
‑
AlGaN层，其可有效阻挡缺陷。进一步的，通过控制u
‑
GaN层、第一n
‑
GaN层、第二n
‑
GaN层的生长速率，可使得前后长晶质量一致，不存在变质层。从而提升外延晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供衬底，在其一面上生长缓冲层；(2)在所述缓冲层上生长u
‑
GaN层；(3)在所述u
‑
GaN层上生长掺杂浓度为5
×
10
18
～10
×
10
18
cm
‑3的第一n
‑
GaN层；(4)在所述第一N
‑
GaN层上生长厚度为10～100nm的n
‑
AlGaN层；(5)在所述n
‑
AlGaN层上生长掺杂浓度为1
×
10
18
～3
×
10
19
cm
‑3的第二n
‑
GaN层；(6)在所述第二n
‑
GaN层上生长多个周期数的InGaN/GaN层；(7)在所述InGaN/GaN层上生长量子阱层；(8)在所述量子阱层上生长掺杂浓度为5
×
10
19
～1.5
×
10
20
cm
‑3的第一p
‑
GaN层；(9)在所述第一p
‑
GaN层上生长p
‑
AlGaN层；(10)在所述p
‑
AlGaN层上生长掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
20
cm
‑3的第二p
‑
GaN层，即得到高抗水解性能蓝绿光LED外延片。2.如权利要求1所述的高抗水解性能蓝绿光LED外延片，其特征在于，步骤(2)中，u
‑
GaN层的生长速率为5～8μm/h，生长温度为900～1200℃；所述u
‑
GaN层的厚度为1～3μm。3.如权利要求1所述的高抗水解性能蓝绿光LED外延片结构的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，第一n
‑
GaN层的掺杂浓度为7.5
×
10
18
～8.5
×
10
18
cm
‑3，其生长速率为3～6μm/h，生长温度为1050～1100℃；所述第一n
‑
GaN层的厚度为0.5～2μm。4.如权利要求1所述的高抗水解性能蓝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文燕，李刚，潘树林，武杰，胡清富，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：