[发明专利]一种LED晶圆及其制作方法

说明书

本发明公开了一种LED晶圆，包括蓝宝石衬底、设于蓝宝石衬底表面的缓冲层、设于缓冲层上的非掺杂GaN层、设于非掺杂GaN层上的N型GaN层、设于N型GaN层上的有源层、设于有源层上的电子阻挡层、设于电子阻挡层上的P型GaN层、以及设于蓝宝石衬底背面的导热层，所述导热层由AlN或SiC或Si或DLC或GaN或InN或石墨烯制成，所述导热层的耐受温度为2000℃。相应地，本发明还提供了一种LED晶圆的制作方法。本发明在蓝宝石衬底的背面形成导热层，使蓝宝石衬底受热均匀，提高外延的质量。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种LED晶圆及其制作方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，倒装LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。

近年来，LED的发展关键在于衬底材料和晶圆生长技术，目前，应用最广泛的衬底是蓝宝石衬底，商业用最受欢迎的磊晶法是利用MOCVD方法成长GaN磊晶，其原理是采用Ⅲ族元素的甲基或乙基化合物，利用承载气体携带包含上述化合物原料进入装有晶圆的腔体中，晶圆下方的SiC石墨盘以某种方式加热后以热传导方式使晶圆及接近晶圆的气体温度升高，上述反应物在腔体内部进行气体化学反应及表面反应，以高温气体解离反应生成三族Ga及五族N原子，进而在蓝宝石基板上生成固态GaN。但由于蓝宝石主要成分是Al₂O₃，存在绝缘、导热率差等缺点，所以在SiC石墨盘以某种方式加热后以热传导方式使其及其附近的气体温度升高时，蓝宝石受热不均匀，影响In分布不均匀，导致生长的外延片片内均匀性较差，如波长、STD、亮度等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种LED晶圆，外延质量好，亮度均匀性高。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种LED晶圆的制作方法，在蓝宝石衬底的背面形成导热层，使蓝宝石衬底受热均匀，提高外延的质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED晶圆，包括蓝宝石衬底、设于蓝宝石衬底表面的缓冲层、设于缓冲层上的非掺杂GaN层、设于非掺杂GaN层上的N型GaN层、设于N型GaN层上的有源层、设于有源层上的电子阻挡层、设于电子阻挡层上的P型GaN层、以及设于蓝宝石衬底背面的导热层，所述导热层由AlN或SiC或Si或DLC或GaN或InN或石墨烯制成，所述导热层的耐受温度为2000℃。

作为上述方案的改进，所述N型GaN层中Si的掺杂浓度为4E+18atoms/cm³-2E+19atoms/cm³。

作为上述方案的改进，所述有源层包括In_xGa_(1-x)N势阱层和GaN势垒层，其中，In_xGa_(1-x)N势阱层中In掺杂浓度为1E+20atoms/cm³-4E+20atoms/cm³，In_xGa_(1-x)N势阱层的厚度为2-3nm，GaN势垒层的厚度为8-12nm。

作为上述方案的改进，In_xGa_(1-x)N势阱层中x＝0.06-0.2。

作为上述方案的改进，所述电子阻挡层为P型Al_yGa_(1-y)N电子阻挡层，其中，y＝0.1-0.5，电子阻挡层中Al掺杂浓度为1E+20atoms/cm³-4E+20atoms/cm³，Mg掺杂浓度为4E+18atoms/cm³-1E+19atoms/cm³。