[发明专利]一种磊晶结构及其制备方法、LED

说明书

本发明公开了一种磊晶结构及其制备方法、LED，所述磊晶结构包括：依次设置的蓝宝石衬底、GaN层、缺陷暴露层、缺陷终止层。在蓝宝石衬底上制备缓冲层(GaN层)之后，本发明通过缺陷暴露层，将缓冲层中的缺陷扩大，并暴露出来，然后通过缺陷终止层改变缺陷的方向，终止缺陷继续扩大。因此，在缺陷终止层上继续制备后续层时，后续层不会在缓冲层的缺陷的基础上形成更大的缺陷。

技术领域

本发明涉及磊晶结构技术领域，尤其涉及的是一种磊晶结构及其制备方法、LED。

背景技术

发光二极管(Light-emitting diode，LED)是一种能发光的半导体电子组件，透过三价与五价元素所组成的复合光源，可应用在照明，广告广告牌，手机背光等，目前所使用的材料为InGaN，但目前是在蓝宝石基板(sapphire)透过MOCVD机台成长InGaN为主的蓝绿光LED，但因是不同材料所堆栈(异质磊晶)进而造成许多缺陷(10^-9～10^-10cm^-2)进而影响电子及空穴复合效率而降低整体组件发光效率。即是说，在磊晶制程中大致分为同质磊晶(A材料长在A材料基板上)以及异质磊晶(A材料长在B材料基板上)，目前在GaN基LED制程上目前是GaN材料长在蓝宝石基板上，因为GaN和蓝宝石基板的晶格常数不匹配达14％，因此，GaN长在蓝宝石基板上会产生应力，进而产生材料缺陷，这些缺陷将会存在悬浮键，这将会导致影响捕捉电子或空穴，使得电子电洞符合效率变差，而使整体组件发光效率变差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种磊晶结构及其制备方法、LED，旨在解决现有技术中GaN长在蓝宝石基板上时产生缺陷的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种磊晶结构，其中，包括：依次设置的蓝宝石衬底、GaN层、缺陷暴露层、缺陷终止层。

所述的磊晶结构，其中，所述GaN层为高温无掺杂GaN层，所述缺陷暴露层为低温无掺杂GaN层或低温无掺杂InGaN层，所述缺陷终止层为岛状掺杂GaN层。

所述的磊晶结构，其中，所述岛状掺杂GaN层为岛状硅掺杂GaN层或岛状镁掺杂GaN层，所述岛状掺杂GaN层的掺杂浓度大于10¹⁹cm^-3。

所述的磊晶结构，其中，所述磊晶结构还包括：依次设置在所述缺陷终止层上的n型GaN层、发光层、EBL层、p型GaN层。

一种LED，其中，包括：如上述任意一项所述的磊晶结构。

一种如上述任意一项所述的磊晶结构的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

提供一蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上生长GaN层；

在所述GaN层上生长缺陷暴露层；

在所述缺陷暴露层上生长缺陷终止层。

所述的磊晶结构的制备方法，其中，所述在所述蓝宝石衬底上生长GaN层，包括：

在所述蓝宝石衬底上生长非晶GaN；

对所述非晶GaN进行加热处理得到单晶GaN；其中，所述加热处理的温度为950-1050℃；

以所述单晶GaN为晶种生长得到GaN层。

所述的磊晶结构的制备方法，其中，所述在所述GaN层上生长缺陷暴露层，包括：

在所述GaN层上生长GaN或InGaN得到缺陷暴露层；其中，所述生长GaN或InGaN的温度为600-800℃，V-III比为1000-2500；