GaN基LED器件的制作方法

文档序号:15245146发布日期:2018-08-24 18:51阅读:219来源:国知局

本公开涉及半导体技术领域,特别涉及一种GaN基LED器件。



背景技术:

GaN基LED具有节电、环保、体积小等诸多优点,目前已成为通用照明领域的主流。由于缺乏价廉的同质GaN衬底,GaN基LED通常采用蓝宝石、硅衬底等价格低廉的异质衬底,并且通常采用MOCVD技术进行GaN基LED外延结构的异质外延生产。为生长高质量的GaN基LED外延材料,需先在衬底材料上MOCVD低温生长GaN或A1N成核层,用于缓解异质衬底与GaN材料的晶格失配与热失配,然后在GaN或AlN成核层上采用MOCVD技术生长GaN基LED外延结构。近期,有相关报道证明[Improved output power of GaN-based ultraviolet light-emitting diodes with sputtered AlN nucleation layer,Journal ofCrystalGrowth,414,258-262,2015],采用磁控溅射的A1N作为成核层,然后采用MOCVD技术制备GaN基LED可改善异质外延材料质量,提高LED发光效率,并大大提升LED的抗静电击穿(ESD)能力,因此,目前采用磁控溅射的AlN做GaN基LED的成核层获得广泛关注,并已投入批量化生产。

采用磁控溅射An成核层作为GaN基LED异质外延层面临的重要挑战是AlN成核层的晶体质量不够高,尤其是AlN成核层的X射线衍射XRD(10-12)晶面质量较差,从而降低后续MOCVD生长的GaN基外延材料质量,导致LED发光效率的降低。



技术实现要素:

鉴于上述技术问题,本公开提供了一种GaN基LED器件,具有制备时间短,成本低廉的优点,可大规模制备,提高了外延材料质量和器件性能。

本发明提供一种GaN基LED器件,包括:

一衬底;

一成核层,其制作在衬底上;

一非掺杂GaN层,其制作在成核层上;

一n型层,其制作在非掺杂GaN层上;

一发光层,其制作在n型层上;

一p型层,其制作在发光层上。

从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:

1.本发明可以提高GaN基LED外延材料质量,进而提高GaN基LED的发光效率。

2.本发明提出具有制备时间短、成本低廉等特点,适合于大规模产业化生产。

附图说明

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中:

图1为本发明结构的剖面示意图。

具体实施方式

需要说明的是,在附图或说明书描述中,相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式,为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外,虽然本文可提供包含特定值的参数的示范,但应了解,参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本公开的保护范围。

请参阅图1所示,本发明提供一种GaN基LED器件,包括:

一衬底10,所述衬底10的材料为蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氧化镓、氧化锌、氧化镁、硅、玻璃或金属;

一成核层20,其制作在衬底10上,所述成核层20的材料为A1N,厚度为1nm-500μm;

一非掺杂层30,其制作在成核层20上,所述非掺杂层30的材料为GaN、AlGaN或A1N,厚度为10nm-1μm;

一n型层40,其制作在非掺杂层30上,所述n型层40的材料为GaN或AlGaN,厚度为10nm-1μm;

一发光层50,其制作在n型层40上,所述发光层50为单量子阱或多量子阱,材料为InGaN/GaN或AlGaN/A1GaN或GaN/AlGaN,周期为1-20,其中,阱的厚度为2-10nm,垒的厚度2-15nm;

一p型层60,其制作在发光层50上,所述p型层60的材料为GaN或AlGaN,厚度为10nm-1μm。

以上所述的具体实施例,对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本公开的具体实施例而已,并不用于限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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