一种硅衬底GaN基LED外延片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅衬底GaN基LED外延片及其制备方法，外延片包括硅衬底，依次层叠在硅衬底上的氮化铝钪薄膜溅射层、第一半导体层、多量子阱发光层以及第二半导体层，氮化铝钪薄膜溅射层包括n层氮化铝钪薄膜，其中，沿硅衬底至第一半导体层的方向，n层氮化铝钪薄膜中的钪元素组分值递增，且n层不同组分的氮化铝钪薄膜的厚度相同或厚度以预设的幅度增厚。本发明专利技术解决了现有技术中，在硅衬底上生长多层不同温度的AlN层和多层不同Al组分的AlGaN缓冲层，容易使外延片表面粗糙和缺陷增加的问题。容易使外延片表面粗糙和缺陷增加的问题。容易使外延片表面粗糙和缺陷增加的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硅衬底GaN基LED外延片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及LED外延片设计
，特别涉及一种硅衬底GaN基LED外延片及其制备方法。

技术介绍

[0002]LED为发光二极管的简称，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，在照明领域应用广泛。氮化镓（GaN）半导体材料具有直接宽带隙、电子饱和漂移速度快，热导率高等优异特性，当前氮化镓基LED在固态照明、紫外线杀菌消毒、新型显示领域等方面具有重要应用价值。
[0003]目前GaN基蓝绿紫光LED常采用异质外延的方法生长在蓝宝石、碳化硅、硅衬底上。蓝宝石衬底由于散热系数小，对器件的散热和可靠性造成较大的影响，因此并不适合制作高温、高频大功率器件。碳化硅衬底则价格昂贵，大大增加了GaN基光电子器件的制作成本。相比之下，硅衬底作为目前最成熟的半导体材料，具有晶圆尺寸大(>12英寸)、衬底材料便宜、散热系数较大、衬底易剥离、易切割等显著优势，且可利用IC行业折旧的设备工艺线，大幅降低GaN器件的制造成本。然而硅衬底与GaN之间存在17%的大晶格失配导致具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅衬底GaN基LED外延片，其特征在于，包括；硅衬底；依次层叠在所述硅衬底上的氮化铝钪薄膜溅射层、第一半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层；所述氮化铝钪薄膜溅射层包括n层氮化铝钪薄膜，任意两层所述氮化铝钪薄膜中的钪元素组分值不同、且铝元素组分值不同；其中，沿所述硅衬底至所述第一半导体层的方向，n层所述氮化铝钪薄膜中的钪元素组分值递增，且n层所述氮化铝钪薄膜的厚度相同或厚度逐渐增大。2.根据权利要求1所述的硅衬底GaN基LED外延片，其特征在于，任一所述氮化铝钪薄膜中的所述钪元素组分值为a，所述铝元素组分值为1
‑
a，a的取值范围为：0≤a≤0.18。3.根据权利要求1所述的硅衬底GaN基LED外延片，其特征在于，n层不同组分的所述氮化铝钪薄膜中，n的取值范围为：2≤n≤6。4.根据权利要求1所述的硅衬底GaN基LED外延片，其特征在于，所述多量子阱发光层包括m个周期性排布的InGaN阱层和GaN垒层，其中5≤m≤12。5.根据权利要求1所述的硅衬底GaN基LED外延片，其特征在于，所述第一半导体层具体为N型GaN电流扩展层，所述第二半导体层包括依次层叠在所述多量子阱发光层上的P型电子阻挡层、P型GaN电流扩展层以及P型欧姆接触层。6.一种如权利要求1
‑
5任一项所述的硅衬底GaN基LED外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；提供一硅衬底；将所述硅衬底置于PVD氮化铝钪磁控溅射机台中，在所述硅衬底上溅射生成n层预设膜厚的氮化铝钪薄膜、且任意两层所述氮化铝钪薄膜中的钪元素与铝元素的组分值不同，将溅射有n层所述氮化铝钪薄膜的所述硅衬底置于MOCVD设备中，在预设条件下进行热退火处理；在退火后的所述氮化铝钪薄膜溅射层上沉积第一半导体层；在所述第一半导体层上沉积多量子阱发光层；在所述多量子阱发光层上沉积第二半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志文，张铭信，陈铭胜，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：