[发明专利]一种绿光氮化物激光电池外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绿光氮化物激光电池外延片及其制备方法，属于激光电池外延片技术领域。外延片包括图案化的Al₂O₃衬底，Al₂O₃衬底顶面设置有AlN成核层，AlN成核层顶面设置有GaN本征层，GaN本征层顶面设置有n‑GaN层，n‑GaN层顶面设置有In_0.04Ga_0.96N/GaN超晶格层，In_0.04Ga_0.96N/GaN超晶格层顶面设置有u‑GaN层，u‑GaN层顶面设置有In_0.26Ga_0.74N/GaN多量子阱层，In_0.26Ga_0.74N/GaN多量子阱层顶面设置有Al_0.1Ga_0.9N势垒层，Al_0.1Ga_0.9N势垒层顶面设置有p‑GaN层，本发明绿色激光电池外延片不仅采用了图案化的蓝宝石衬底及InGaN/GaN超晶格结构，降低了位错密度，提高了光吸收率，而且在InGaN/GaN量子阱层后生长了AlGaN势垒层，减少了电子与空穴在阳极侧的复合，从而获得结晶质量较高的外延片。

技术领域

本发明涉及激光电池外延片技术领域，更具体地说，涉及一种绿光氮化 物激光电池外延片及其制备方法。

背景技术

在第三代半导体中，Ⅲ-Ⅴ族半导体GaN拥有一定的代表性。GaN的禁带 宽度较宽，达3.4eV。它的熔点较高，达1700℃，电离度高约0.43～0.5。不 仅如此，GaN还拥有高的导热系数、击穿电场与导热率，其还具备抗辐射能力 强，硬度高等优点，在光电子学和微电子学领域内有巨大的应用价值。目前， 虽然进行了很多关于InGaN外延片的研究，但都主要集中在InGaN多量子的 生长过程和随后的器件性能，包括侧向外延生长的使用，多量子阱周期数的 优化，不同衬底的使用，不同GaN晶体取向上的生长等。这些方法揭示了InGaN 层的材料质量、结构完整性和相应的光伏特性之间的关系。

现有技术中激光电池的转换效率较低，降低了电池的整体性能，鉴于此， 我们提出一种绿光氮化物激光电池外延片及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿光氮化物激光电池外延片及其制备方法， 以解决上述背景技术中提出的问题：现有技术中激光电池的转换效率较低， 降低了电池的整体性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种绿光氮化物激光电池外延片，包括图案化的Al₂O₃衬底，所述Al₂O₃衬底顶面设置有AlN成核层，所述AlN成核层顶面设置有GaN本征层，所述 GaN本征层顶面设置有n-GaN层，所述n-GaN层顶面设置有In_0.04Ga_0.96N/GaN超 晶格层，所述In_0.04Ga_0.96N/GaN超晶格层顶面设置有u-GaN层，所述u-GaN层 顶面设置有In_0.26Ga_0.74N/GaN多量子阱层，所述In_0.26Ga_0.74N/GaN多量子阱层顶 面设置有Al_0.1Ga_0.9N势垒层，所述Al_0.1Ga_0.9N势垒层顶面设置有p-GaN层。

优选地，所述Al_0.1Ga_0.9N势垒层的厚度为5nm，所述AlN成核层厚度为20nm， 所述GaN本征层厚度为25μm，所述p-GaN层厚度为40nm，所述n-GaN层厚 度为2μm，所述u-GaN层厚度为1.8μm。