生長在Ag襯底上的LED外延片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生長在Ag襯底上的LED外延片，包括Ag襯底、AlN緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN薄膜層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜，所述AlN緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN薄膜層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜依次生長在Ag襯底上。本實用新型在金屬Ag新型襯底上采用低溫生長工藝外延生長GaN薄膜，獲得了高質量LED外延片；采用的金屬Ag襯底，生長工藝簡單、價格便宜，可大幅度降低器件的制造成本；通過選擇合適的晶體取向，Ag(111)襯底上獲得的高質量GaN外延薄膜，可大幅度提高氮化物器件如光電探測器的效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種LED外延片，特別是涉及一種生長在Ag襯底上的LED外延 片。 生長在Ag襯底上的LED外延片

【背景技術】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)作為一種新型固體照明光源和綠色光源，具有體積小、耗電量 低、環(huán)保、使用壽命長、高亮度、低熱量以及多彩等突出特點，在室外照明、商業(yè)照明以及裝 飾工程等領域都具有廣泛的應用。當前，在全球氣候變暖問題日趨嚴峻的背景下，節(jié)約能 源、減少溫室氣體排放成為全球共同面對的重要問題。以低能耗、低污染、低排放為基礎的 低碳經濟，將成為經濟發(fā)展的重要方向。在照明領域，LED發(fā)光產品的應用正吸引著世人的 目光，LED作為一種新型的綠色光源產品，必然是未來發(fā)展的趨勢，二十一世紀將是以LED 為代表的新型照明光源的時代。但是現(xiàn)階段LED的應用成本較高，發(fā)光效率較低，這些因素 都會大大限制LED向高效節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。
[0003] III族氮化物GaN在電學、光學以及聲學上具有極其優(yōu)異的性質，近幾年受到廣泛 關注。GaN是直接帶隙材料，且聲波傳輸速度快，化學和熱穩(wěn)定性好，熱導率高，熱膨脹系數(shù) 低，擊穿介電強度高，是制造高效的LED器件的理想材料。目前，GaN基LED的發(fā)光效率現(xiàn)在 已經達到28 %并且還在進一步的增長，該數(shù)值遠遠高于目前通常使用的白熾燈（約為2 % ) 或熒光燈（約為10% )等照明方式的發(fā)光效率。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，我國目前的照明用電每年 在4100億度以上，超過英國全國一年的用電量。如果用LED取代全部白熾燈或部分取代熒 光燈，可節(jié)省接近一半的照明用電，超過三峽工程全年的發(fā)電量。因照明而產生的溫室氣體 排放也會因此而大大降低。另外，與熒光燈相比，GaN基LED不含有毒的汞元素，且使用壽 命約為此類照明工具的100倍。
[0004] LED要真正實現(xiàn)大規(guī)模廣泛應用，需要進一步提高LED芯片的發(fā)光效率。雖然LED 的發(fā)光效率已經超過日光燈和白熾燈，但是商業(yè)化LED發(fā)光效率還是低于鈉燈（1501m/W)， 單位流明/瓦的價格偏高。目前，LED芯片的發(fā)光效率不夠高，一個主要原因是由于其藍 寶石襯底造成的。由于藍寶石與GaN的晶格失配高達17%，導致外延GaN薄膜過程中形 成很高的位錯密度，從而降低了材料的載流子遷移率，縮短了載流子壽命，進而影響了 GaN 基器件的性能。其次，由于室溫下藍寶石熱膨脹系數(shù)（6. 63ΧΚΓ7Κ)較GaN的熱膨脹系數(shù) (5. 6X 1(Γ7Κ)大，兩者間的熱失配度約為-18. 4%，當外延層生長結束后，器件從外延生長 的高溫冷卻至室溫過程會產生很大的壓應力，容易導致薄膜和襯底的龜裂。再次，由于藍 寶石的熱導率低（l〇〇°C時為0. 25W/cmK)，很難將芯片內產生的熱量及時排出，導致熱量積 累，使器件的內量子效率降低，最終影響器件的性能。此外，由于藍寶石是絕緣體，不能制作 垂直結構半導體器件。因此電流在器件中存在橫向流動，導致電流分布不均勻，產生較多熱 量，很大程度上影響了 GaN基LED器件的電學和光學性質。
[0005] 因此迫切尋找一種熱導率高可以快速地將LED節(jié)區(qū)的熱量傳遞出來的材料作為 襯底。而金屬Ag作為外延氮化物的襯底材料，具有四大其獨特的優(yōu)勢。第一，金屬Ag有很 高的熱導率，Ag的熱導率為4. 19W/cmK，可以將LED芯片內產生的熱量及時的傳導出，以降 低器件的節(jié)區(qū)溫度，一方面提高器件的內量子效率，另一方面有助于解決器件散熱問題。第 二，金屬Ag可以作為生長GaN基垂直結構的LED器件的襯底材料，可直接在襯底上鍍陰極 材料，P-GaN上鍍陽極材料，使得電流幾乎全部垂直流過GaN-基的外延層，因而電阻下降， 沒有電流擁擠，電流分布均勻，電流產生的熱量減小，對器件的散熱有利；另外，可以將陰極 材料直接鍍在金屬襯底上，不需要通過腐蝕P-GaN層和有源層將電極連在N-GaN層，這樣充 分利用了有源層的材料。第三，金屬Ag襯底材料相對其他襯底，價格更便宜，可以極大地降 低器件的制造成本。第四，光滑的金屬Ag表面可以反射經過襯底表面的光，從而提高LED 的出光效率。正因為上述諸多優(yōu)勢，金屬襯底現(xiàn)已被嘗試用作III族氮化物外延生長的襯 底材料。
[0006] 但是金屬Ag襯底在化學性質不穩(wěn)定，當外延溫度高于620°C的時候，外延氮化物 會與金屬襯底之間發(fā)生界面反應，嚴重影響了外延薄膜生長的質量。III族氮化物外延生長 的先驅研究者、著名科學家Akasaki等人就曾嘗試應用傳統(tǒng)的M0CVD或者MBE技術直接在 化學性質多變的襯底材料上外延生長氮化物，結果發(fā)現(xiàn)薄膜在高溫下外延相當困難。如何 在Ag襯底生長高質量的LED外延片仍是一個技術問題。 實用新型內容
[0007] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種生長在Ag襯底上的 LED外延片，本實用新型在金屬Ag新型襯底上采用低溫生長工藝外延生長GaN薄膜，獲得了 高質量LED外延片；采用的金屬Ag襯底，生長工藝簡單、價格便宜，可大幅度降低器件的制 造成本；通過選擇合適的晶體取向，Ag(lll)襯底上獲得的高質量GaN外延薄膜，可大幅度 提高氮化物器件如光電探測器的效率。
[0008] 為解決上述問題，本實用新型所采用的技術方案如下：
[0009] 生長在Ag襯底上的LED外延片，包括Ag襯底、A1N緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN 薄膜層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜，所述A1N緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN薄膜 層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜依次生長在Ag襯底上。
[0010] 優(yōu)選的，所述Ag襯底以（111)晶面為外延面，晶體外延取向關系為Α1Ν[11-20]// Ag[l_10]。
[0011] 優(yōu)選的，所述A1N緩沖層厚度為100nm ;所述U-GaN薄膜層厚度為200-350nm ;所 述N-GaN薄膜層厚度為4000-5000nm ;所述InGaN/GaN多量子阱層中，InGaN阱層厚度為 3-5nm，GaN壘層厚度為10-15nm，周期數(shù)為5-10 ;所述P-GaN薄膜厚度為300-400nm。
[0012] 相比現(xiàn)有技術，本實用新型的有益效果在于：
[0013] 1、本實用新型使用了金屬Ag作為襯底，用過生長A1N緩沖層可以獲得襯底與GaN 外延層之間很低的晶格失配度，有利于沉積高質量低缺陷的GaN薄膜，極大的提高了 LED的 發(fā)光效率；
[0014] 2、本實用新型使用了 Ag作為襯底，Ag襯底容易獲得，價格便宜，有利于降低生產 成本；
[0015] 3、本實用新型制備采用熱導率較高的金屬Ag作為襯底，能夠迅速地將器件內的 熱量傳導出來，一方面提高器件的內量子效率，另一方面助于解決器件散熱問題，有利于提 高LED器件的壽命；
[0016] 4、本實用新型采用了低溫外延技術在Ag襯底上先生長一層100nm的低溫A1N緩 沖層；在低溫下能保證Ag襯底的穩(wěn)定性，減少Ag離子的揮發(fā)造成的晶格失配和劇烈界面反 應，從而為下一步的高質量外延層打下良好基礎；
[0017] 綜上所述，本實用新型技術生長襯底非常規(guī)，生長工藝獨特而簡單易行，具有可重 復性、外延生長的GaN基LED外延片缺陷密度低、晶體質量高，電學和光學性質優(yōu)異等優(yōu)點， 可廣泛應用于LED器件、半導體光電探測器、太陽能電池器件等領域，便于推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型中生長在Ag襯底上的LED外延片結構示意圖；
[0019] 圖2是本實用新型中實施例1制備的LED外延片的HRXRD圖譜；
[0020] 圖3是本實用新型中實施例1制備的LED外延片的光致發(fā)光圖譜；
[0021] 圖4是本實用新型中實施例1制備的LED外延片的電致發(fā)光圖譜；
[0022] 圖5是本實用新型中實施例2制備的LED外延片的HRXRD圖譜；
[0023] 圖6是本實用新型中實施例2制備的LED外延片的光致發(fā)光圖譜；
[0024] 圖7是本實用新型中實施例2制備的LED外延片的電致發(fā)光圖譜；
[0025] 其中，1為Ag襯底、2為A1N緩沖層、3為U-GaN薄膜層、4為N-GaN薄膜層、5為 InGaN/GaN多量子阱層6為P-GaN薄膜。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0027] 如圖1所示，為本實用新型中生長在Ag襯底上的LED外延片，包括Ag襯底1、A1N 緩沖層2、U-GaN薄膜層3、N-GaN薄膜層4、InGaN/GaN多量子阱層5和P-GaN薄膜6,所述 A1N緩沖層2、U-GaN薄膜層3、N-GaN薄膜層4、InGaN/GaN多量子阱層5和P-GaN薄膜6依 次生長在Ag襯底1上。
[0028] 優(yōu)選方案中，所述Ag襯底1以（111)晶面為外延面，晶體外延取向關系 為A1N[11-20] //Ag [1-10];所述A1N緩沖層厚度為lOOnm ;所述U-GaN薄膜層厚度為 200-350nm ;所述N-GaN薄膜層厚度為4000-5000nm ;所述InGaN/GaN多量子阱層中，InGaN 阱層厚度為3-5nm，GaN壘層厚度為10-15nm，周期數(shù)為5-10 ;所述P-GaN薄膜厚度為 300_400nm〇
[0029] 實施例1
[0030] 生長在Ag襯底上的LED外延片的制備方法，包括以下步驟：
[0031] 1)襯底以及其晶向的選?。翰捎肁g襯底，以（111)面為外延面，晶體外延取向關 系為：AlN[ll-20]//Ag[l-10];
[0032] 2)襯底表面拋光、清洗以及退火處理：首先，將Ag襯底表面用金剛石泥漿進行拋 光，配合光學顯微鏡觀察襯底表面，直到沒有劃痕后，再米用化學機械拋光的方法進行拋光 處理；其次，將Ag襯底放入去離子水中室溫下超聲清洗5min，去除Ag襯底表面粘污顆粒， 再依次經過丙酮、乙醇洗滌，去除表面有機物，用高純干燥氮氣吹干；最后，將Ag襯底放入 壓強為2 X 10_1(lTorr的UHV-PLD的生長室內，在550°C空氣中高溫處理lh，然后冷卻至室溫。
[0033] 3)在步驟2)處理后的Ag襯底上依次進行A1N緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN薄膜 層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜的外延生長，即得所述生長在Ag襯底上的LED外 延片。
[0034] A1N緩沖層的外延生長：將Ag(lll)襯底10溫度降至550°C，反應室壓力為 10X 10_3Torr、V / III比為50,用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準分子激光 (λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕A1N靶材（99. 99 % )，在沉積A1N緩沖層時，生長室內壓力 N2 (99. 9999 % )保持在10 X l(T3Torr，生長速度0· 6ML/s條件下生長lOOnm的低溫A1N緩沖 層；
[0035] U-GaN薄膜層采用PLD外延生長，將襯底溫度升至700 °C，在反應室壓力 4X10_3Torr、V /III值40、生長速度0. 8ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為 20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999 % )和射頻等 離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源在A1N緩沖層上反應生成厚度為200nm的U-GaN薄膜 層。
[0036] N-GaN薄膜層采用PLD外延生長，其外延層的厚度為5000nm，其載流子的濃度為 IX 1019cnT3。生長條件是溫度降至500°C，在反應室壓力4X l(T3Torr、V /III值40、生長速度 0. 8ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm， t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999% )和射頻等離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源 在N-GaN薄膜層上反應生成N-GaN薄膜層。
[0037] InGaN/GaN多量子阱層采用MBE外延生長，溫度升至750 °C，在反應室壓力 4X10_5Torr、V /III值40、生長速度0. 6ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為 20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999 % )和射頻等 離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源反應生成InGaN/GaN多量子阱層，其中InGaN阱層為 3nm，魚層為13nm，生長7個周期數(shù)，厚度為112nm.
[0038] p-GaN薄膜采用PLD外延生長，溫度降至500°C，在反應室壓力4X10_1(lTorr、 V / III值40、生長速度0.8ML/S條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準 分子激光（λ = 248nm，t = 20ns)PLD燒蝕用靶材Ga(99. 9999% )和射頻等離子體自由基 發(fā)生器被用來作為氮源在InGaN/GaN多量子阱層上反應生成p-GaN薄膜，厚度為350nm，其 載流子濃度為2 X 1016cnT3,最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸，即制得生長在Ag襯底上的LED 外延片。
[0039] 圖2是本實施例制備的LED外延片的HRXRD圖譜，從X射線回擺曲線中可以看到， GaN(0002)的X射線回擺曲線的半峰寬（FWHM)值低于0.06度，顯示出很高的結晶性能。
[0040] 圖3是本實施例制備的LED外延片的光致發(fā)光圖譜，從光致發(fā)光中可以看到，光致 發(fā)光波長在442nm，F(xiàn)WHM是22. 5nm，顯示出良好的光電性能。
[0041] 圖4是本實施例制備的LED外延片的電致發(fā)光圖譜，從圖中看出發(fā)光波長是 432nm，F(xiàn)WHM是22nm，顯示出了本實用新型LED器件的優(yōu)異的電學性能。
[0042] 將本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的LED外延片用于制備半導體光電探測 器：在本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的A1N薄膜上依次外延生長非摻雜GaN、N型摻 硅GaN、P型摻鎂的GaN，最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸和肖特基結。其中N型摻硅GaN厚 度約為3 μ m，其載流子的濃度為1 X 1019cnT3 ;非摻雜GaN厚度約為200nm，其載流子濃度為 2. 2X1016cm_3 ;P型摻鎂的GaN度約為1. 5μπι。本實施例所制備的光電探測器在IV偏壓下， 暗電流僅為66ρΑ，并且器件在IV偏壓下，在361nm處響應度的最大值達到了 0. 91A/W。
[0043] 將本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的LED外延片用于制備太陽能電池器件： 在本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的A1N薄膜上依次外延生長非摻雜GaN、In xGai_xN 緩沖層、N型摻硅InxGai_xN、P型摻鎂的InxG ai_xN，最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸和肖特基 結。其中生長具有成分梯度的InxG ai_xN緩沖層X的值可以在0-0. 2之間可調，然后生長N型 摻硅InxGai_xN，外延層的厚度約為5 μ m，其載流子的濃度為1 X 1019cnT3。接著生長InxGai_ xN 多量子阱層，厚度約為300nm，周期數(shù)為20,其中阱層為3nm，In^Ga^N壘層為 10nm。再生長Mg摻雜的P型In xGai_xN層，厚度約為200nm，其載流子濃度為2X 1016cm_3， 最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸。在此基礎上通過在N2氣氛下退火，提高了 P型InGaN薄 膜的載流子濃度和遷移率；即制備得InGaN太陽能電池器件。
[0044] 檢測結果顯示，無論是性質還是在應用上，均優(yōu)于目前已經報道的應用藍寶石襯 底獲得的LED的相關結果，具有良好的應用前景。
[0045] 實施例2
[0046] 生長在Ag襯底上的LED外延片的制備方法，包括以下步驟：
[0047] 1)襯底以及其晶向的選?。翰捎肁g襯底，以（111)面為外延面，晶體外延取向關 系為：AlN[ll-20]//Ag[l-10];
[0048] 2)襯底表面拋光、清洗以及退火處理：首先，將Ag襯底表面用金剛石泥漿進行拋 光，配合光學顯微鏡觀察襯底表面，直到沒有劃痕后，再米用化學機械拋光的方法進行拋光 處理；其次，將Ag襯底放入去離子水中室溫下超聲清洗4min，去除Ag襯底表面粘污顆粒， 再依次經過丙酮、乙醇洗滌，去除表面有機物，用高純干燥氮氣吹干；最后，將Ag襯底放入 壓強為2 X 10_1(lTorr的UHV-PLD的生長室內，在650°C空氣中高溫處理2h，然后冷卻至室溫。
[0049] 3)在步驟2)處理后的Ag襯底上依次進行A1N緩沖層、U-GaN薄膜層、N-GaN薄膜 層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜的外延生長，即得所述生長在Ag襯底上的LED外 延片。
[0050] A1N緩沖層的外延生長：將Ag(lll)襯底10溫度降至550°C，反應室壓力為 10X 10_3Torr、V / III比為60,用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準分子激光 (λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕A1N靶材（99. 99 % )，在沉積A1N緩沖層時，生長室內壓力 N2 (99. 9999 % )保持在10 X l(T3Torr，生長速度0· 6ML/s條件下生長lOOnm的低溫A1N緩沖 層；
[0051] U-GaN薄膜層采用PLD外延生長，將襯底溫度升至700 °C，在反應室壓力 3. 5X10_3Torr、V /III值40、生長速度0. 75ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率 為20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999 % )和射 頻等離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源在AIN緩沖層上反應生成厚度為300nm的U-GaN 薄膜層。
[0052] N-GaN薄膜層采用PLD外延生長，其外延層的厚度為4500nm，其載流子的濃度為 IX 1019cnT3。生長條件是溫度降至500°C，在反應室壓力4X l(T3Torr、V /III值40、生長速度 0. 8ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm， t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999% )和射頻等離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源 在N-GaN薄膜層上反應生成N-GaN薄膜層。
[0053] InGaN/GaN多量子阱層采用MBE外延生長，溫度升至750 °C，在反應室壓力 4X10_5Torr、V /III值40、生長速度0. 6ML/s條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為 20Hz的KrF準分子激光（λ = 248nm，t = 20ns) PLD燒蝕用靶材Ga (99. 9999 % )和射頻等 離子體自由基發(fā)生器被用來作為氮源反應生成InGaN/GaN多量子阱層，其中InGaN阱層為 3nm，魚層為13nm，生長7個周期數(shù)，厚度為112nm.
[0054] P-GaN薄膜采用PLD外延生長，溫度降至500°C，在反應室壓力3. 5X10_1(lTorr、 V / III值40、生長速度0.7ML/S條件下，用能量為3. OJ/cm2以及重復頻率為20Hz的KrF準 分子激光（λ = 248nm，t = 20ns)PLD燒蝕用靶材Ga(99. 9999% )和射頻等離子體自由基 發(fā)生器被用來作為氮源在InGaN/GaN多量子阱層上反應生成P-GaN薄膜，厚度為400nm，其 載流子濃度為2 X 1016cnT3,最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸，即制得生長在Ag襯底上的LED 外延片。
[0055] 圖5是本實施例制備的LED外延片的HRXRD圖譜，從X射線回擺曲線中可以看到， GaN(0002)的X射線回擺曲線的半峰寬（FWHM)值低于0.06度，顯示出很高的結晶性能。
[0056] 圖6是本實施例制備的LED外延片的光致發(fā)光圖譜，從光致發(fā)光中可以看到，光致 發(fā)光波長在442nm，F(xiàn)WHM是22. 5nm，顯示出良好的光電性能。
[0057] 圖7是本實施例制備的LED外延片的電致發(fā)光圖譜，從圖中看出發(fā)光波長是 432nm，F(xiàn)WHM是22nm，顯示出了本實用新型LED器件的優(yōu)異的電學性能。
[0058] 將本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的LED外延片用于制備半導體光電探測 器：在本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的A1N薄膜上依次外延生長非摻雜GaN、N型摻 硅GaN、P型摻鎂的GaN，最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸和肖特基結。其中P型摻硅GaN厚 度約為3 μ m，其載流子的濃度為1 X 1019cnT3 ;非摻雜GaN厚度約為200nm，其載流子濃度為 2. 2 X1016cm_3 ;P型摻鎂的GaN度約為1. 5 μ m。本實施例所制備的光電探測器在IV偏壓下， 暗電流僅為66pA，并且器件在IV偏壓下，在361nm處響應度的最大值達到了 0. 91A/W。
[0059] 將本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的LED外延片用于制備太陽能電池器件： 在本實施例制備的生長在金屬Ag襯底上的A1N薄膜上依次外延生長非摻雜GaN、In xGai_xN 緩沖層、N型摻硅InxGai_xN、P型摻鎂的InxG ai_xN，最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸和肖特基 結。其中生長具有成分梯度的InxG ai_xN緩沖層X的值可以在0-0. 2之間可調，然后生長N型 摻硅InxGai_xN，外延層的厚度約為5 μ m，其載流子的濃度為1 X 1019cnT3。接著生長InxGai_ xN 多量子阱層，厚度約為300nm，周期數(shù)為20,其中阱層為3nm，In^Ga^N壘層為 10nm。再生長Mg摻雜的P型In xGai_xN層，厚度約為200nm，其載流子濃度為2X 1016cm_3， 最后電子束蒸發(fā)形成歐姆接觸。在此基礎上通過在N2氣氛下退火，提高了 P型InGaN薄 膜的載流子濃度和遷移率；即制備得InGaN太陽能電池器件。
[0060] 檢測結果顯示，無論是性質還是在應用上，均優(yōu)于目前已經報道的應用藍寶石襯 底獲得的LED外延片的相關結果，具有良好的應用前景。
[0061] 對本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種 相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護 范圍之內。
【權利要求】
1. 生長在Ag襯底上的LED外延片，其特征在于，包括Ag襯底、A1N緩沖層、U-GaN薄膜 層、N-GaN薄膜層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜，所述A1N緩沖層、U-GaN薄膜層、 N-GaN薄膜層、InGaN/GaN多量子阱層和P-GaN薄膜依次生長在Ag襯底上。
2. 如權利要求1所述的生長在Ag襯底上的LED外延片，其特征在于，所述Ag襯底以 (111)晶面為外延面，晶體外延取向關系為AlN[ll-20]//Ag[l-10]。
3. 如權利要求1或2所述的生長在Ag襯底上的LED外延片，其特征在于，所述A1N 緩沖層厚度為l〇〇nm ;所述U-GaN薄膜層厚度為200-350nm ;所述N-GaN薄膜層厚度為 4000-5000nm ;所述InGaN/GaN多量子阱層中，InGaN阱層厚度為3-5nm，GaN壘層厚度為 10-15nm，周期數(shù)為5-10 ;所述P-GaN薄膜厚度為300-400nm。
【文檔編號】H01L33/06GK203895486SQ201420288968
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】李國強 申請人:廣州市眾拓光電科技有限公司