一种GaN基LED外延片表面粗化方法

摘要

本发明提供了一种GaN基LED外延片表面粗化方法，包括以下步骤：(1)制备外延片，在衬底上外延生长成核层，在成核层表面依次生长GaN缓冲层、N型GaN层、发光层多量子阱结构、P型AlGaN层和P型GaN层；其中P型GaN层的生长分为两部分；(2)配制HF酸溶液；(3)用金属将Pt导线焊接在P型GaN表面作为阳极，阴极使用Pt电极与步骤(2)配制的HF酸溶液连接；(4)在阳极和阴极之间连接一个10V--50V电源；(5)腐蚀，使P型GaN表面形成明显的粗化图形。本发明通过改变外延生长条件和PEC腐蚀结合制得GaN基LED外延片粗化表面，工艺简单，降低了成本；粗化效果明显，光提取效率更高，同时避免了干法刻蚀或高温腐蚀对量子阱的损伤。

主权项

一种GaN基LED外延片表面粗化方法，包括以下步骤：(1)按MOCVD方法制备外延片，在衬底上外延生长GaN或AlN或AlGaN成核层，然后在成核层表面依次生长GaN缓冲层、N型GaN层、发光层多量子阱结构、P型AlGaN层和P型GaN层；其中P型GaN层的生长分为两部分，第一部分是在生长压力100‑‑200torr、P型GaN生长速率0.5μm/小时‑‑2μm/小时、生长温度900℃‑‑1050℃的条件下生长P型GaN，该部分的P型GaN的厚度为100nm‑‑300nm，第二部分是在生长压力400‑‑500torr、生长速度2μm/小时‑‑5μm/小时、生长温度750℃‑‑850℃的条件下生长P型GaN，该部分的P型GaN的厚度约500nm‑‑700nm，这样生长后的P型GaN表面具有粗化形貌；(2)配制HF酸溶液，HF酸与水的体积比例为1∶5‑‑1∶30；(3)用金属Ti或Ni或Au将Pt导线焊接在P型GaN表面作为阳极，阴极使用Pt电极与步骤(2)配制的HF酸溶液连接；(4)在阳极和阴极之间连接一个电源，电压要求为10V‑‑50V；(5)在紫外灯或者汞灯的照射下通入电流开始腐蚀，紫外灯或者汞灯要求功率400W‑‑1000W，腐蚀时间为20分钟‑1小时；该过程加剧P型GaN生长后表面的粗化形貌，使表面形成明显的粗化图形；(6)腐蚀过程完成后，将外延片取出，在稀释后体积浓度为1∶5‑‑1∶20的HCl溶液和去离子水中分别超声振荡1分钟‑3分钟；最终获得粗化表面的LED外延片。