[发明专利]氮化物LED外延层结构及制造方法在审
| 申请号： | 201810391297.7 | 申请日： | 2018-04-27 |
| 公开（公告）号： | CN108615798A | 公开（公告）日： | 2018-10-02 |
| 发明（设计）人： | 吴琼 | 申请（专利权）人： | 福建兆元光电有限公司 |
| 主分类号： | H01L33/02 | 分类号： | H01L33/02;H01L33/20;H01L33/00 |
| 代理公司： | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人： | 蔡学俊;丘鸿超 |
| 地址： | 350109 福建省福州市*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 蓝宝石 衬底 外延层结构 应力释放层 氮化物LED 插入层 氮化硅 氮化镓半导体层 氮化镓基外延层 氮化镓晶体 表面形成 凸状图形 位错缺陷 凹凸状 凸丘状 外延层 电势 制造 生长 贯穿 | ||
1.一种氮化物LED外延层结构，其特征在于，包括：在表面形成有凸状图形的蓝宝石衬底、在所述蓝宝石衬底上形成的下部uGaN层、在所述下部uGaN层上形成的凸丘状或凹凸状氮化镓晶体构成的应力释放层、在所述应力释放层上形成的氮化硅插入层、在所述氮化硅插入层上形成的上部uGaN层、以及在所述上部uGaN层上形成的氮化镓基外延层。
2.根据权利要求1所述的氮化物LED外延层结构，其特征在于：所述氮化硅插入层的厚度为1nm-1.5nm。
3.根据权利要求2所述的氮化物LED外延层结构，其特征在于：所述氮化硅插入层中具有纳米孔结构。
4.根据权利要求1所述的氮化物LED外延层结构，其特征在于：所述蓝宝石衬底和下部uGaN层之间设置有种晶层，所述种晶层为包含氮化铝的氮化物底层。
5.一种氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将蓝宝石衬底图形化，表面形成多个凸状图形；
步骤2：在所述蓝宝石衬底上形成下部uGaN层；
步骤3：在所述下部uGaN层上形成凸丘状或凹凸状氮化镓晶体构成的应力释放层；
步骤4：在所述应力释放层上形成氮化硅插入层；
步骤5：在所述氮化硅插入层上形成上部uGaN层；
步骤6：在所述上部uGaN层上形成氮化镓基外延层。
6.根据权利要求5所述的氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于：在步骤3中，形成凸丘状或凹凸状氮化镓晶体构成的应力释放层的温度条件为：800℃到900℃。
7.根据权利要求5所述的氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于：在步骤1和步骤2之间还包括步骤11：在所述蓝宝石衬底上形成种晶层，所述种晶层由氮化铝在1050℃到1200℃的温度下，通过化学气相沉积法蒸镀沉积形成；所述步骤2为：在所述种晶层上形成下部uGaN层。
8.根据权利要求5所述的氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于：在步骤2中，所述下部uGaN层在950℃以上的温度下进行蒸镀沉积形成；在步骤5中，所述上部uGaN层在950℃以上的温度下进行蒸镀沉积形成。
9.根据权利要求5所述的氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于：在步骤3中，所述应力释放层的上侧为通过调节应力释放层生长时间及生长温度形成的凸丘状图案，或通过图案化及刻蚀形成的凹凸状图案。
10.根据权利要求5所述的氮化物LED外延层结构的制造方法，其特征在于：在步骤4中，所述氮化硅插入层的形成过程中，采用形成下部uGaN层和应力释放层时所使用的反应室，通过注入含甲硅烷及氮气的反应源，蒸镀形成氮化硅插入层；所述氮化硅插入层中具有纳米孔结构。
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