[发明专利]一种Micro LED外延片制备方法

说明书

本发明公开了一种Micro LED外延片制备方法，在衬底上二次生长氮化铝薄膜缓冲层，能够得到低位错密度的氮化铝缓冲层；在氮化铝薄膜缓冲层上循环使用不同的温度、压力和转速进行3D型氮化镓的生长，因此能够通过循环变温变压变转速的方式生长氮化镓，能够改变不同生长方向上的生长速度，从而湮灭3D型氮化镓的位错密度，进而湮灭衬底和氮化镓之间产生的贯穿位错；在3D型氮化镓上生长U型氮化镓、N型氮化镓、有源区、P型氮化镓以及重掺杂P型氮化镓，从而得到低位错密度的Micro LED外延片。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种Micro LED外延片制备方法。

背景技术

Mirco LED由于其对比传统LCD有着高亮、高对比度、高分辨率、长寿命等技术优势，未来将全面应用于手机屏、户内户外显示屏等领域。要实现Mirco LED，GaN(氮化镓)外延技术至关重要，首先Mirco LED对GaN外延片的电性一致性要求很高，目前GaN外延片都是在蓝宝石衬底进行GaN基LED生长，由于蓝宝石衬底和GaN材料失配较大的问题，导致GaN基外延结构中存在大量的位错，结果导致伏安特性一致性较差，因此降低GaN结构中位错密度对MircoLED外延片是一个技术难点。

目前降低GaN外延结构的位错方法分为两种，一种方法是在蓝宝石衬底生长GaN结构前，首先在蓝宝石上溅射一层ALN(氮化铝)薄膜缓冲层，然后在MOCVD设备反应腔体内，保持腔体在一定的压力下，在ALN薄膜上进行U型GaN(非掺杂型氮化镓)外延生长，再进行N型GaN的生长，在一定程度上可以减少N型GaN结构里的位错，但是由于AL-N键能强，高品质的ALN薄膜很难制作，同时ALN和GaN之间仍然存在较大的晶格失配和热失配，同样会给GaN材料引入较高的位错密度。

另一种方法是在U型GaN生长之后和电子提供层N型氮化镓中间生长一层ALGaN(氮化铝镓)，在ALGaN上生长N型GaN，也可以在一定程度上减少GaN结构里的位错，但是底部ALN和U型GaN之间带来的大量位错，仍然会经过氮化镓穿透进N型层中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种Micro LED外延片制备方法，能够降低GaN结构中的位错密度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种Micro LED外延片制备方法，包括步骤：

在衬底上二次生长氮化铝薄膜缓冲层；

在所述氮化铝薄膜缓冲层上循环使用不同的温度、压力和转速进行3D型氮化镓的生长；

在所述3D型氮化镓上生长U型氮化镓、N型氮化镓、有源区、P型氮化镓以及重掺杂P型氮化镓，得到Micro LED外延片。

本发明的有益效果在于：在衬底上二次生长氮化铝薄膜缓冲层，能够得到低位错密度的氮化铝缓冲层；在氮化铝薄膜缓冲层上循环使用不同的温度、压力和转速进行3D型氮化镓的生长，因此能够通过循环变温变压变转速的方式生长氮化镓，能够改变不同生长方向上的生长速度，从而湮灭3D型氮化镓的位错密度，进而湮灭衬底和氮化镓之间产生的贯穿位错；在3D型氮化镓上生长U型氮化镓、N型氮化镓、有源区、P型氮化镓以及重掺杂P型氮化镓，从而得到低位错密度的Micro LED外延片。

附图说明

图1为本发明实施例的一种Micro LED外延片制备方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种Micro LED外延片制备方法的制得的外延片结构图；

图3为现有技术中外延片的原子力显微镜AFM检测结果；

图4为本发明实施例的一种Micro LED外延片制备方法的制得的外延片的原子力显微镜AFM检测结果。

具体实施方式