[发明专利]一种生长在金属Al衬底上的LED外延片及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种生长在金属Al衬底上的LED外延片，其包括金属Al衬底、以金属Al衬底(111)晶面为外延面，在金属Al衬底上生长的Al₂O₃保护层，以及以晶体外延取向关系为GaN(0001)//Al₂O₃(0001)//Al(111)，在Al₂O₃保护层上由下自上生长的U‑GaN薄膜层、N‑GaN薄膜层、InGaN/GaN多量子阱层、p型GaN薄膜。本发明通过选择合适的晶体取向，Al(111)衬底上获得的高质量GaN外延薄膜，以提高了LED的发光效率。

主权项

一种生长在金属Al衬底上的LED外延片，其特征在于：其包括金属Al衬底、以金属Al衬底(111)晶面为外延面，在金属Al衬底上生长的Al₂O₃保护层，以及以晶体外延取向关系为GaN(0001)//Al₂O₃(0001)//Al(111)，在Al₂O₃保护层上由下自上生长的U‑GaN薄膜层、N‑GaN薄膜层、InGaN/GaN多量子阱层、p型GaN薄膜；该生长在金属Al衬底上的LED外延片通过以下方法制备而成：1)衬底的处理：选择金属Al做衬底，并对衬底表面抛光、清洗、退火处理；2)保护层生长：采用Al衬底的(111)面为外延面，在经过步骤1)处理后的金属Al衬底上铺一层Al层，待衬底温度为650‑750℃时通入O₂至形成Al₂O₃层，保温20‑40min，获得一层Al₂O₃保护层；3)U‑GaN薄膜外延生长：选择的晶体外延取向关系为GaN(0001)//Al₂O₃(0001)//Al(111)，采用脉冲激光沉积法在Al₂O₃保护层上生长一层U‑GaN薄膜；4)N‑GaN薄膜的外延生长：采用脉冲激光沉积法在U‑GaN薄膜上生长一层N‑GaN薄膜；5)InGaN/GaN多量子阱层的外延生长：采用分子束外延法MBE在N‑GaN薄膜上生长InGaN/GaN多量子阱层；6)p型GaN薄膜的外延生长：采用脉冲激光沉积法在InGaN/GaN多量子阱层上生长p型GaN薄膜。