用于Micro-LED的外延片及其制备方法、Micro-LED技术

本发明专利技术公开了一种用于Micro

【技术实现步骤摘要】
岛被填平淹没，所述AlN层中Al组分的占比为0.4
‑
0.6。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述V型坑开口延伸层的周期数为3
‑
10，其中，所述InGaN层中In组分的占比为0.05
‑
0.3，单个所述InGaN层的厚度为1nm
‑
3nm，所述第一AlGaN层中Al组分的占比为0.1
‑
0.4，单个所述第一AlGaN层的厚度为5nm
‑
10nm。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述SiO2岛填平层为AlN层和第二AlGaN层交替生长形成的周期性结构，周期数为3
‑
10，其中，单个所述AlN层的厚度为5nm
‑
10nm；所述第二AlGaN层中Al组分的占比为0.1
‑
0.3，单个所述第二AlGaN层的厚度为2nm
‑
3nm。
[0011]相应的，本专利技术还公开了一种用于Micro
‑
LED的外延片的制备方法，用于制备上述的用于Micro
‑
LED的外延片，其包括：提供衬底，在所述衬底上依次生长形核层、本征GaN层、N
‑
GaN层、V型坑开口层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；所述V型坑开口层包括依次层叠的SiO2岛层、SiO2岛填平层和V型坑开口延伸层；所述SiO2岛层包括多个阵列分布于所述N
‑
GaN层上的SiO2岛；所述SiO2岛填平层包括AlN层；所述V型坑开口延伸层为InGaN层和第一AlGaN层交替生长形成的周期性结构。
[0012]作为上述技术方案的改进，在PECVD反应腔中沉积SiO2薄膜层，其中，所述SiO2薄膜的沉积温度为250℃
‑
300℃；再通过对所述SiO2薄膜层经ICP刻蚀得到所述SiO2岛层，刻蚀时间为10min
‑
20min，刻蚀使用的气体为Cl2和BCl3的混合气体，其中，Cl2和BCl3的体积比为10：（1
‑
2）；所述SiO2岛填平层的生长温度为1000℃
‑
1100℃，生长压力为100torr
‑
500torr；所述V型坑开口延伸层的生长温度为850℃
‑
950℃，生长压力为100torr
‑
500torr。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述SiO2岛填平层为AlN层和第二AlGaN层交替生长形成的周期性结构，所述SiO2岛填平层的生长温度为1000℃
‑
1100℃，生长压力为100torr
‑
500torr。
[0014]相应的，本专利技术还公开了一种Micro
‑
LED，其包括上述的用于Micro
‑
LED的外延片。
[0015]实施本专利技术，具有如下有益效果：1. 本专利技术的用于Micro
‑
LED的外延片中，V型坑开口层包括依次层叠的SiO2岛层、SiO2岛填平层和V型坑开口延伸层。
[0016]首先，本专利技术的SiO2岛可以减少多量子阱有源区发出的光在内部的全反射，在距离有源区最近的位置设置，可以增加漫反射，提高发光亮度，符合Micro
‑
LED对发光二极管高发光强度的需求；并且，采用SiO2岛作为引导开V型坑，分布均匀的V型坑很好地起到了引导载流子扩展均匀的作用，提高发光二极管的抗静电能力。
[0017]其次，本专利技术使用AlN层作为SiO2岛填平层，由于Al原子很小，可以形成致密的结构，使得SiO2岛在填平时平整度高，晶格质量好，并且AlN材料能阶高，具有电子阻挡的作用，可以阻止电子溢流，提高电子空穴对的复合，提高发光效率；在SiO2岛填平层生长完后，每个SiO2岛顶端处会形成填平时产生的刃型位错缺陷，垂直向上延伸，由于SiO2岛均匀分布，所以所形成的刃型位错缺陷也是均匀分布的，有利于形成大小一致、分布均匀的V型坑，提高发光区发光亮度均匀性，提高波长一致性，符合Micro
‑
LED对发光二极管的需求。
[0018]再次，本专利技术使用InGaN层和第一AlGaN层重复层叠生长的周期性结构作为V型坑
开口延伸层，既可以增大V型坑开口，又增加了V型坑开口层与多量子阱层的晶格匹配，减少多量子阱层的极化效应，提高发光效率；并且，与传统的InGaN/GaN重复层叠的周期性结构相比，第一AlGaN层晶格质量更高，在V型坑延伸过程中产生的缺陷很少。
[0019]2. 本专利技术的用于Micro
‑
LED的外延片中，SiO2岛填平层为AlN层和第二AlGaN层交替生长形成的周期性结构，一方面利用Al原子很小的AlN层形成致密的结构，使得SiO2岛在填平时平整度高，另一方面利用第二AlGaN层避免高Al组分的AlN层产生裂纹。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一实施例中用于Micro
‑
LED的外延片的结构示意图；图2是本专利技术一实施例中V型坑开口层的结构示意图；图3是本专利技术一实施例中V型坑开口延伸层的结构示意图；图4是本专利技术一实施例中SiO2岛填平层的结构示意图；图5是本专利技术一实施例中用于Micro
‑
LED的外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术作进一步地详细描述。
[0022]参考图1
‑
图3，本专利技术公开了一种用于Micro
‑
LED的外延片，包括衬底1和依次设于所述衬底1上的形核层2、本征GaN层3、N
‑
GaN层4、V型坑开口层5、多量子阱层6、电子阻挡层7和P
‑
GaN层8；V型坑开口层5包括依次层叠的SiO2岛层51、SiO2岛填平层52和V型坑开口延伸层53。
[0023]本专利技术的SiO2岛可以减少多量子阱有源区发出的光在内部的全反射，在距离有源区最近的位置设置，可以增加漫反射，提高发光亮度，符合Micro
‑
LED对发光二极管高发光强度的需求；并且，采用SiO2岛作为引导开V型坑，分布均匀的V型坑很好地起到了引导载流子扩展均匀的作用，提高发光二极管的抗静电能力。
[0024]其中，SiO2岛层51为SiO2薄膜层经ICP刻蚀或RIE刻蚀得到，优选的为ICP刻蚀。SiO2薄膜层的厚度为10nm
‑
100nm，若厚度＞100nm，将增加刻蚀工艺的难度；若厚度＜10nm，难以得到具有良好一致性的SiO2岛。
[0025]具体的，通过刻蚀在N
‑
GaN层4上形成了多个阵列分布的SiO2岛，其截面呈矩形、三角形、圆形或半圆形，但不限于此。优选的，在本专利技术的一个实施例之中，SiO2岛的截面呈半圆形，其直径为90nm
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、本征GaN层、N
‑
GaN层、V型坑开口层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；所述V型坑开口层包括依次层叠的SiO2岛层、SiO2岛填平层和V型坑开口延伸层；所述SiO2岛层包括多个阵列分布于所述N
‑
GaN层上的SiO2岛；所述SiO2岛填平层包括AlN层；所述V型坑开口延伸层为InGaN层和第一AlGaN层交替生长形成的周期性结构。2.如权利要求1所述的用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，所述SiO2岛层为SiO2薄膜层经ICP刻蚀得到，其中，所述SiO2薄膜层的厚度为10nm
‑
100nm。3.如权利要求1所述的用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，所述SiO2岛的直径为100nm
‑
500nm，分布密度为1
×
106个/cm2‑1×
108个/cm2。4.如权利要求1所述的用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，所述SiO2岛填平层的厚度为20nm
‑
130nm，以使所述SiO2岛被填平淹没，所述AlN层中Al组分的占比为0.4
‑
0.6。5.如权利要求1所述的用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，所述V型坑开口延伸层的周期数为3
‑
10，其中，所述InGaN层中In组分的占比为0.05
‑
0.3，单个所述InGaN层的厚度为1nm
‑
3nm，所述第一AlGaN层中Al组分的占比为0.1
‑
0.4，单个所述第一AlGaN层的厚度为5nm
‑
10nm。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的用于Micro
‑
LED的外延片，其特征在于，所述SiO2岛填平层为AlN层和第二AlGaN层交替生长形成的周期性结构，周期数为3
‑
10，其中，单个所述AlN层的厚度为5nm
‑
10nm；所述第二AlGaN...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，印从飞，程金连，刘春杨，胡加辉，金从龙，
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：