一种GaN基LED外延有源区基础结构的外延生长方法

摘要

本发明涉及一种GaN基LED外延有源区基础结构的外延生长方法,以改善普通外延生长晶体质量差、光效低的现状。步骤包括：(1)在覆盖有GaN层的衬底上PECVD沉积一层SiO₂，再在SiO₂上蒸镀一层Ni薄膜，通过快速热退火制备Ni纳米岛；(2)以Ni纳米岛为掩膜，刻蚀SiO₂和GaN层，刻蚀完后去除Ni薄膜，获得顶部带SiO₂图形掩膜的GaN纳米柱；(3)在顶部带有SiO₂图形掩膜的GaN纳米柱上横向外延生长GaN，GaN在每根纳米柱侧壁上侧向生长，形成空腔；并由于SiO₂与GaN晶格不匹配，GaN会越过SiO₂图形掩膜横向生长，最终将SiO₂覆盖，横向外延生长结束后再生长1-2μm的GaN，得到有源区基础结构。本发明提供的外延生长方法可同时提高内外量子效应，从而提高GaN基LED光效。

主权项

一种GaN基LED外延有源区基础结构的外延生长方法，其特征在于，包括以下环节：(1)在覆盖有GaN层的衬底上PECVD沉积一层SiO₂，再在SiO₂上蒸镀一层Ni薄膜，通过快速热退火制备Ni纳米岛；(2)以Ni纳米岛为掩膜，分别使用反应离子刻蚀(RIE)和电感耦合等离子刻蚀(ICP)刻蚀SiO₂和GaN层，刻蚀完成后去除Ni薄膜，最终获得顶部带SiO₂图形掩膜的GaN纳米柱；(3)利用低压MOCVD技术在顶部带有SiO₂图形掩膜的GaN纳米柱上横向外延生长GaN，GaN在每根纳米柱侧壁上侧向生长，纳米柱之间的距离逐渐缩短，形成空腔；并由于SiO₂与GaN晶格不匹配，GaN会越过SiO₂图形掩膜横向生长，最终将SiO₂覆盖，横向外延生长结束后再生长1‑2μm的GaN，得到所述有源区基础结构，即后续有源区相关的外延层是在此基础上进行生长。