[实用新型]用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED外延片制备装置，尤其涉及一种用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置。

背景技术

目前LED蓝光外延片衬底主要为蓝宝石。基于蓝宝石衬底的LED技术存在两个严峻的问题。首先，蓝宝石与GaN晶格的失配率高达17%，如此高的晶格失配使得蓝宝石上的LED外延片有很高的缺陷密度，大大影响了LED芯片的发光效率。其次，蓝宝石衬底价格十分昂贵，使得氮化物LED生产成本很高。

LED芯片的发光效率不够高的另外一个主要原因是由于目前广泛使用的GaN基LED具有极性。目前制造高效LED器件最为理想的材料是GaN。GaN为密排六方晶体结构，其晶面分为极性面c面[(0001)面]和非极性面a面[(11-20)面]及m面[(1-100)面]。目前，GaN基LED大都基于GaN的极性面构建而成。在极性面GaN上，Ga原子集合和N原子集合的质心不重合，从而形成电偶极子，产生自发极化场和压电极化场，进而引起量子束缚斯塔克效应(Quantum-confined Starker Effect，QCSE)，使电子和空穴分离，载流子的辐射复合效率降低，最终影响LED的发光效率，并造成LED发光波长的不稳定。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，能够制备出具有缺陷密度低、结晶质量好，发光性能好的LED外延片，且结构简单，制备成本低廉。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，包括机械手和反应腔，所述反应腔内设有石墨盘，所述石墨盘的下方设有射频感应加热器，所述石墨盘的上方设有喷头，所述反应腔上还设有射频等离子源装置，所述喷头和射频等离子源装置与气体输送管道相连。

上述的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，其中，所述喷头通过阀门、流量控制器分别与H2输送管道、Cp2Mg输送管道、TMGa输送管道、TMIn输送管道相连。

上述的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，其中，所述射频等离子源装置通过阀门、流量控制器分别与NH3输送管道、SiH4输送管道相连。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，利用机械手输送衬底和样品，通过射频感应加热器对衬底加热及控温，控制各种反应气体在反应腔生成LED外延片具有缺陷密度低、结晶质量好，发光性能好的优点，且制备成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型制得的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的结构示意图；

图2为本实用新型的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置结构示意图；

图3为本实用新型用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备流程示意图；

图4为本实用新型生长在LAO衬底（001）面上的非极性蓝光LED外延片的XRD测试图；

图5为本实用新型生长在LAO衬底上的非极性m面蓝光LED外延片的在温度为室温下PL谱测试图；

图6为本实用新型生长在LAO衬底上的非极性m面蓝光LED外延片的在温度为室温下EL谱测试图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型制得的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片结构示意图。

请参见图1，本实用新型提供的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置，包括衬底，其中，所述衬底为LAO衬底，所述LAO衬底上依次设置有缓冲层、第一非掺杂层、第一掺杂层、量子阱层、电子阻挡层和第二掺杂层。本实用新型的生长在LAO衬底上的非极性蓝光LED外延片，所述LAO衬底又称镧铝氧化物衬底，由La,Al,O元素组成，分子式为LaAlxOy。如图1所示，本实用新型提供的非极性蓝光LED外延片包括由下至上依次排列的LAO衬底10、非极性m面GaN缓冲层11、非极性非掺杂u-GaN层12、非极性n型掺杂GaN薄膜13、非极性InGaN/GaN量子阱层14、非极性m面AlGaN电子阻挡层15、非极性p型掺杂GaN薄膜16。

图2为本实用新型的用于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备装置结构示意图。