一种用于深紫外发光二极管的制造技术

本发明专利技术通过提供一种用于深紫外发光二极管的

【技术实现步骤摘要】
一种用于深紫外发光二极管的AlN本征层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体光电领域，尤其涉及一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]在紫外线中，波长在
200
纳米至
350
纳米的光线被称为深紫外线
。
而深紫外发光二极管因其高效
、
环保
、
节能
、
可靠等优势，在照明
、
杀菌
、
医疗
、
印刷
、
生化检测
、
高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大的应用价值，这些优势是普通的紫外发光二极管所无法比拟的
。
[0003]深紫外
LED
的材料体系为
AlGaN
材料，最常用的衬底为蓝宝石，通常在衬底上先生长
AlN
本征层，再生长
AlGaN
材料
。
其中，由于
AlN
为异质生长，
AlN
本征层与
c
面蓝宝石仍然存在较大的晶格失配，会存在大量由蓝宝石衬底向上穿透的穿透位错
(
位错密度通常高至
5E18
个平方厘米左右
)
；同时由于
AlN
本征层与衬底热膨胀系数的差异，在升降温过程中，衬底和外延层的晶格形变不匹配从而导致外延层产生裂纹/>。
[0004]因此，高质量的
AlN
本征层，是制备高性能深紫外发光二极管的基础
。
现有的
AlN
生长技术，虽然已取得很大进步，但如何解决
AlN
本征层和衬底的晶格失配及热失配导致的生长质量差和表面裂纹的问题，仍是目前的技术难点
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层及其制备方法，用于改善现有的用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的位错密度较大的技术问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S10
，在衬底上外延生长
AlN
成核层；
[0008]S20
，在
AlN
成核层上外延生长第一
AlN
层；
[0009]S30
，在第一
AlN
层上外延生长位错过滤层，位错过滤层为单层
SiN
薄膜；
[0010]S40
，在位错过滤层上外延生长第二
AlN
层；
[0011]其中，位错过滤层的生长时间范围为
5min
～
10min
，通入
MOCVD
设备中的
NH3气体通量范围为
500sccm
～
2000sccm
，通入
MOCVD
设备中的
SiH4气体通量范围为
5sccm
～
200sccm。
[0012]优选地，
S10
步骤中，
AlN
成核层的厚度范围为
5nm
～
100nm
，
AlN
成核层的生长温度范围为
700
摄氏度～
900
摄氏度，
AlN
成核层的
V/III
比范围为
2000
～
20000。
[0013]优选地，
S20
步骤中，第一
AlN
层的厚度范围为
10nm
～
100nm
，第一
AlN
层的生长温度范围为
1000
摄氏度～
1400
摄氏度，第一
AlN
层的
V/III
比范围为
500
～
3000。
[0014]优选地，
S30
步骤中，位错过滤层的厚度范围为
1nm
～
200nm
，位错过滤层的生长温度范围为
1000
摄氏度～
1300
摄氏度
。
[0015]优选地，位错过滤层具有多个岛状结构，每一岛状结构的尺寸大小范围为1纳米～
100
纳米，相邻两个岛状结构的间距范围为
10
‑
200
纳米
。
[0016]优选地，
S40
步骤中，第二
AlN
层的厚度范围为
200nm
～
3000nm
，第二
AlN
层的生长温度范围为
1100
摄氏度～
1400
摄氏度，第二
AlN
层的
V/III
比范围为
500
～
1000。
[0017]相应地，本专利技术还提供一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层，采用如上任一项用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法制备而成
。
[0018]优选地，
AlN
本征层包括由下至上层叠设置的
AlN
成核层
、
第一
AlN
层
、
位错过滤层以及第二
AlN
层
。
[0019]优选地，位错过滤层具有多个岛状结构，每一岛状结构的尺寸大小范围为1纳米～
100
纳米，相邻两个岛状结构的间距范围为
10
‑
200
纳米
。
[0020]优选地，
S30
步骤中，位错过滤层的厚度范围为
1nm
～
200nm
，位错过滤层的生长温度范围为
1000
摄氏度～
1300
摄氏度
。
[0021]本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术通过提供一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层及其制备方法，该制备方法包括：首先，在衬底上外延生长
AlN
成核层，其次，在
AlN
成核层上外延生长第一
AlN
层，再次，在第一
AlN
层上依次外延生长第一
AlGaN
层以及第二
AlGaN
层，再次，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10
，在衬底上外延生长
AlN
成核层；
S20
，在所述
AlN
成核层上外延生长第一
AlN
层；
S30
，在所述第一
AlN
层上外延生长位错过滤层，所述位错过滤层为单层
SiN
薄膜；
S40
，在所述位错过滤层上外延生长第二
AlN
层；其中，所述位错过滤层的生长时间范围为
5min
～
10min
，通入
MOCVD
设备中的
NH3气体通量范围为
500sccm
～
2000sccm
，通入
MOCVD
设备中的
SiH4气体通量范围为
5sccm
～
200sccm。2.
根据权利要求1所述的用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法，其特征在于，所述
S10
步骤中，所述
AlN
成核层的厚度范围为
5nm
～
100nm
，所述
AlN
成核层的生长温度范围为
700
摄氏度～
900
摄氏度，所述
AlN
成核层的
V/III
比范围为
2000
～
20000。3.
根据权利要求1所述的用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法，其特征在于，所述
S20
步骤中，所述第一
AlN
层的厚度范围为
10nm
～
100nm
，所述第一
AlN
层的生长温度范围为
1000
摄氏度～
1400
摄氏度，所述第一
AlN
层的
V/III
比范围为
500
～
3000。4.
根据权利要求1所述的用于深紫外发光二极管的
AlN
本征层的制备方法，其特征在于，所述
S30
步骤中，所述位错过滤层的厚度范围为
1nm
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳金顺，陈景文，张骏，
申请(专利权)人：苏州紫灿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：