一种紫外LED外延片及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110429163A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910630402.2H01L33/46(2010.01)(22)申请日2019.07.12H01L33/00(2010.01)(71)申请人华南师范大学地址510000广东省广州市天河区中山大道西55号申请人阿卜杜拉国王科技大学(72)发明人高芳亮李述体李晓航罗幸君张柏林刘青(74)专利代理机构广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙)44288代理人汤喜友(51)Int.Cl.H01L33/12(2010.01)H01L33/06(2010.01)H01L33/32(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种紫外LED外延片及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种紫外LED外延片，包括玻璃衬底，依次生长在玻璃衬底上的金属层、多晶AlN层、单晶AlN层、非掺杂AlGaN层、n型掺杂AlGaN层、多量子阱层、AlGaN电子阻挡层、p型掺杂AlGaN层和p型掺杂GaN层。本发明还公开了一种紫外LED外延片制备方法，根据各层特性，将电镀法、磁控溅射法、物理气相沉积法和分子束外延生长技术结合。本发明能生长出缺陷少、质量高的GaN材料，衬底易去除，导热、导电性好，发光性能高；本发明生产工艺简单，成本低，具有可重复性，可实现大规模的生产应用。CN110429163ACN110429163A权利要求书1/2页1.一种紫外LED外延片，其特征在于，包括：玻璃衬底，生长在玻璃衬底上的金属层，生长在金属层上的多晶AlN层，生长在多晶AlN层上的单晶AlN层，生长在单晶AlN层上的非掺杂AlGaN层，生长在非掺杂AlGaN层上的n型掺杂AlGaN层，生长在n型掺杂AlGaN层上的多量子阱层，生长在多量子阱层上的AlGaN电子阻挡层，生长在AlGaN电子阻挡层上的p型掺杂AlGaN层和生长在p型掺杂AlGaN层上的p型掺杂GaN层。2.根据权利要求1所述的紫外LED外延片，其特征在于：所述金属层包括依次生长在玻璃衬底上的铜金属层和银金属层，所述金属层中铜金属层的厚度为150～300μm，银金属层的厚度为100～300μm，所述金属层中铜金属层利用电镀方法制备而成，银金属层利用磁控溅射法制备而成。3.根据权利要求1所述的紫外LED外延片，其特征在于：所述多晶AlN层的厚度为30～100nm，所述单晶AlN层的厚度为50～200nm。4.根据权利要求1所述的紫外LED外延片，其特征在于：所述非掺杂AlGaN层的厚度为500～1000nm，所述n型掺杂AlGaN层的厚度为3000～5000nm。5.根据权利要求1所述的紫外LED外延片，其特征在于：所述多量子阱层由7～10个周期的Al0.1Ga0.9N阱层和Al0.25Ga0.75N垒层重复排列构成，所述多量子阱层中Al0.25Ga0.75N阱层的厚度为2～5nm，Al0.25Ga0.75N垒层的厚度为7～10nm。6.根据权利要求1所述的紫外LED外延片，其特征在于：所述AlGaN电子阻挡层的厚度为20～60nm，所述p型掺杂AlGaN层的厚度为300～400nm，所述的p型掺杂GaN层的厚度为20～60nm。7.一种如权利要求1-6任一项所述的紫外LED外延片的制备方法，其特征在于，包括：提供一玻璃衬底；在所述玻璃衬底上依次生长金属层、多晶AlN层、单晶AlN层、非掺杂AlGaN层、n型掺杂AlGaN层、多量子阱层、AlGaN电子阻挡层、p型掺杂AlGaN层和p型掺杂GaN层。8.根据权利要求7所述的紫外LED外延片的制备方法，其特征在于：所述金属层包括依次生长在玻璃衬底上的铜金属层和银金属层，所述金属层中铜金属层利用电镀方法制备而成，银金属层利用磁控溅射法制备而成。9.根据权利要求7所述的紫外LED外延片的制备方法，其特征在于：所述多晶AlN层利用物理气相沉积(PVD)法制备而成，所述单晶AlN层利用分子束外延生长技术(MBE)制备而成。10.根据权利要求7所述的紫外LED外延片的制备方法，其特征在于，包括：(1)玻璃衬底表面抛光、清洗；(2)铜金属层的生长：先采用等离子体在氧气气氛条件下对玻璃衬底进行表面，然后将玻璃衬底置于电镀液中，在常温条件下制备厚度为150～300μm的铜金属层；(3)银金属层的生长：在磁控溅射设备中，衬底温度调至150～300℃，溅射厚度为100～300nm的银金属层；(4)多晶AlN层的生长：在PVD设备中，衬底温度调至100～150℃，氮气/氩气比例为2～5，气体流量为10～20sccm，生长厚度为30～100nm的多晶AlN层；(5)单晶AlN层的外延生长：采用分子束外延生长工艺，衬底温度