一种垂直结构氮化镓发光二极管的外延片及其制造方法

摘要

本发明公开了一种垂直结构氮化镓发光二极管的外延片及其制造方法；该垂直结构氮化镓发光二极管的外延片包括衬底，以及顺序覆着在衬底一侧的ZnO缓冲层、GaN成核层、高温GaN层、N型GaN层、MQW发光层和P型GaN层；该制造方法包括如下步骤：选取衬底并在衬底上生长缓冲层、缓冲层预处理、生长GaN成核层、生长高温GaN层、多量子阱LED全结构的生长。采用了本发明技术方案的一种垂直结构氮化镓发光二极管的外延片及其制造方法，能够获得质量完美的GaN外延薄膜，因而提高了外延材料的质量；此外，ZnO缓冲层易被酸碱腐蚀而自剥离，可大大降低后续剥离衬底的成本，因而能够获得更高的良品率，以及更低的生产成本。

主权项

一种垂直结构氮化镓发光二极管的外延片的制造方法，包括如下步骤：S1）、选取衬底并在衬底上生长缓冲层：选择蓝宝石片、硅片、碳化硅片、石英玻璃片中的一种作为衬底，并利用外延设备在所选衬底的一侧表面生长出一层ZnO薄膜作为缓冲层；S2）、缓冲层预处理：对缓冲层进行预处理，为后续GaN外延生长打好基础；S3）、生长GaN成核层：在缓冲层的外侧生长出GaN成核层，为后续高温GaN层外延生长提供基础；S4）、生长高温GaN层：在GaN成核层的外侧生长出高温GaN层；S5）、多量子阱LED全结构的生长：在高温GaN层外侧依次生长出N 型GaN层、MQW发光层、P型GaN层，从而制造出垂直结构GaN LED外延片；步骤S1）中所述在衬底上生长缓冲层，是指使用MOCVD、MBE、PECVD中的任意一种方法，在衬底一侧表面沉积厚度为50至5000nm的ZnO缓冲层；ZnO缓冲层的材料为未参杂的ZnO，或者掺入了金属Ga、Al、In中任意一种或者两种，或者Ga、Al、In三种的ZnO；步骤S1）中所述在衬底上沉积ZnO缓冲层是指，用LP至MOCVD方法生长出掺入Ga金属的ZnO缓冲层，掺杂的Ga所占组分化学计量比为0.5至18%；生长温度为300至800摄氏度，压力小于20torr，载气为Ar，DEZn为锌源，高纯氧气为氧源，生长出的ZnO缓冲层厚度为20至5000 nm。