[发明专利]一种氮化镓基高光效LED外延垒晶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化镓基高光效LED外延垒晶片及其制备方法，包括在n型氮化镓与量子阱之间生长含C高缺陷密度层，含C高缺陷密度层生长方法包括：完成n型氮化镓生长后，调整外延垒晶反应室内温度在600℃——990℃之间，以含甲基或乙基的气体源为部分垒晶源参与生长含C高缺陷密度层，引入C掺杂，控制含C高缺陷密度层中C含量浓度10¹⁶——10²⁰cm^‑3，控制含C高缺陷密度层厚度在100nm——1000nm之间。本发明的LED外延垒晶片提高了现有技术同等规格LED外延片制备的芯片的光效。

技术领域

本发明涉及LED外延垒晶片及其制备方法。更具体地说，本发明涉及氮化镓基高光效LED外延垒晶片及其制备方法。

背景技术

氮化镓LED是半导体二极管中的一种发光二极管，发光二极管早在1962年就出现，现有技术中的发光二极管一般都由含镓、砷、磷等的化合物组成，能把电能转化为光能，其与普通的二极管一样是由PN结组成，单向导电，给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同材料的发光二极管由其材料的不同释放的能量状态也不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，氮化镓LED自1990年起被常用于发光二极管中，由其能隙宽，热导率大、介电常数小、抗辐射能力强，化学性能稳定等成为第三代半导体材料的典型代表，一般能用于制备抗辐射、高频、大功率和高密度集成电子器件，而且可以用作蓝、绿、紫外发光元件和光探测器件等，其应用领域随着氮化镓LED的深入研究，在取代传统照明领域的基础上不断地向其他领域扩展。

随着氮化镓LED行业的持续发展，氮化镓也成为了全球半导体研究的热点和前沿领域，被誉为IT行业的又一“发动机”，市场应用端的大力推进，另一方面其技术端也在突飞猛进的研发，使得氮化镓LED的质量在不断的提高、价格一直成走低趋势。在这一严峻的形势下，各企业为提高氮化镓LED市场的占有率，在氮化镓LED的研发领域各现神通，而其中提高光效是各企业研究的重中之重，光效即发光效率，就是光通量与点功率之比，单位一般为lm/W。发光效率代表了光源的节能特性，这是衡量现代光源性能的一个重要指标。各企业纷纷投入了大量的人力物力在此项指标上进行研究开发，以此来提高自己产品在市场上的卖点。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化镓基高光效LED外延垒晶片制备方法，使其制备的LED外延垒晶片具备低缺陷密度、高质量的氮化镓量子阱层。

本发明的另一个目的是提供一种氮化镓系LED外延垒晶片可以以同等规格的氮化镓LED在现就技术的基础上提高其光效，使其在运用于发光体后能节约能源，并且与现有的氮化镓LED相比较在同能功率下本发明的氮化镓LED提高了光通量。

本发明的另一个目的是提供一种氮化镓基高光效LED外延垒晶片，使其应用于发光体中可以在不需要荧光粉激发的情况下，发长波长的光，如黄光、红光等。

为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种氮化镓基高光效LED外延垒晶片的制备方法，按一般制备氮化镓LED外延垒晶片的方法制备本发明外延垒晶片的各部分，但在n型氮化镓与量子阱之间生长含C高缺陷密度层，含C高缺陷密度层生长方法包括：完成n型氮化镓生长后，调整外延垒晶反应室内温度在600℃——990℃之间，以含甲基或乙基的气体源为部分垒晶源参与生长含C高缺陷密度层，引入C掺杂，控制含C高缺陷密度层中C含量浓度10¹⁶——10²⁰cm^-3，控制含C高缺陷密度层厚度在100nm——1000nm之间。然后在含C高缺陷密度层之上在生长量子阱。