CN115332408B - 深紫外led外延片及其制备方法、led - Google Patents
深紫外led外延片及其制备方法、led Download PDFInfo
- Publication number
- CN115332408B CN115332408B CN202211271053.8A CN202211271053A CN115332408B CN 115332408 B CN115332408 B CN 115332408B CN 202211271053 A CN202211271053 A CN 202211271053A CN 115332408 B CN115332408 B CN 115332408B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- silicon substrate
- thermal stress
- stress compensation
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 160
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 134
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims abstract description 132
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 131
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 126
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 67
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 35
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- GZRQNURXIQGETR-UHFFFAOYSA-N methane;methyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound C.COC(=O)C(C)=C GZRQNURXIQGETR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 50
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 42
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- XEHUIDSUOAGHBW-UHFFFAOYSA-N chromium;pentane-2,4-dione Chemical compound [Cr].CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O XEHUIDSUOAGHBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- GEKDHJTUYGMYFB-UHFFFAOYSA-N chromium;pentane-2,4-dione Chemical compound [Cr].CC(=O)CC(C)=O GEKDHJTUYGMYFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种深紫外LED外延片及其制备方法、LED，涉及半导体光电器件领域。深紫外LED外延片包括硅衬底，设于硅衬底背面的热应力补偿层，依次设于硅衬底正面的非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；其中，所述热应力补偿层为CrMoSi层。实施本发明，可有效提升外延片的成品率和发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种深紫外LED外延片及其制备方法、LED。
背景技术
紫外发光二极管（UVLED）在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。除此之外，紫外LED也越来越受到照明市场的关注。
另一方面，相比蓝宝石和SiC衬底，硅衬底具有诸多优势，如结晶质量高、尺寸大、价格便宜等。但由于Si和AlGaN之间存在较大的晶格失配、热失配等问题，导致外延薄膜出现翘曲、表面形貌不均匀等缺陷，从而影响了深紫外发光二极管的成品率、发光效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种深紫外LED外延片及其制备方法，其可有效提升深紫外LED的成品率、发光效率。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高，抗静电能力强。
为了解决上述问题，本发明公开了一种深紫外LED外延片，其包括硅衬底，设于硅衬底背面的热应力补偿层，依次设于硅衬底正面的非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述热应力补偿层为CrMoSi层。
作为上述技术方案的改进，所述热应力补偿层包括靠近所述硅衬底设置的第一热应力补偿层和远离所述硅衬底设置的第二热应力补偿层，所述第一热应力补偿层为CraMobSi层，所述第二热应力补偿层为CrαMoβSi层；
其中，a为0.01-0.1，b为0.01-0.1，α为0.01-0.1，β为0.02-0.1，且a＜α，b＜β。
作为上述技术方案的改进，所述第一热应力补偿层的厚度为10-100nm，第二热应力补偿层的厚度为10-100nm。
作为上述技术方案的改进，所述硅衬底与所述非掺杂AlGaN层之间设有过渡层，所述过渡层包括靠近硅衬底设置的失配调节层和靠近非掺杂AlGaN层设置的粗化层；所述粗化层上设有多个凸起；
所述失配调节层为石墨烯层或铝层，所述粗化层为氮化物材料层；其中，氮化物材料为AlN、GaN、MgN、BN、SiNx中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述过渡层为失配调节层和粗化层交替层叠形成的周期性结构，其周期数为1-3；
单个失配调节层的厚度为1-3nm，单个粗化层的厚度为1-3nm，且所述失配调节层的厚度与所述粗化层的厚度相同，所述过渡层的总厚度2-20nm。
相应的，本发明还公开了一种深紫外LED外延片的制备方法，用于制备上述的深紫外LED外延片，其包括：
提供硅衬底，在所述硅衬底背面生长热应力补偿层，在所述硅衬底的正面依次生长非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述热应力补偿层为CrMoSi层，其生长温度为200-700℃，生长压力为10-100torr。
作为上述技术方案的改进，所述热应力补偿层包括靠近所述硅衬底设置的第一热应力补偿层和远离所述硅衬底设置的第二热应力补偿层；
所述第一热应力补偿层的生长温度为700-800℃，生长压力为10-100torr；所述第二热应力补偿层的生长温度为200-500℃，生长压力为10-100torr。
作为上述技术方案的改进，包括：
提供硅衬底，在所述硅衬底背面生长热应力补偿层，在所述硅衬底的正面依次生长过渡层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述过渡层包括靠近硅衬底设置的失配调节层和靠近非掺杂AlGaN层设置的粗化层，所述失配调节层为石墨烯层或铝层，所述粗化层为氮化物材料层；
所述石墨烯层由铜衬底上的石墨烯层转移而得，所述铝层通过MOCVD法生长，所述氮化物材料层通过MOCVD法生长。
作为上述技术方案的改进，所述石墨烯层的转移方法为：将设有PMMA-石墨烯层的铜衬底采用氯化铁溶液剥离，清洗后得到PMMA-石墨烯膜，将所述PMMA-石墨烯膜粘附到硅衬底表面，在100-150℃加热贴合，冷却后采用丙酮溶液浸泡，除去PMMA，即得；
所述铝层的生长温度为860-960℃，生长压力为50-80torr；
所述氮化物材料层的生长温度为700-900℃，生长压力为300-600torr。
相应的，本发明还公开了一种深紫外LED，其包括上述的深紫外LED外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
1. 本发明的深紫外LED外延片，在硅衬底背面设置了热应力补偿层，该热应力补偿层为CrMoSi层，由于CrMoSi的热膨胀系数比Si大，会在硅衬底中引入一定的压缩应力，对于硅基紫外器件中的拉伸应力起到一定的抵消作用，从而达到降低翘曲的目的；同时在更平坦的硅衬底上生长外延结构，也提升了外延结构的质量。两者综合，有效提升了外延片的成品率和发光效率。
2. 本发明的深紫外LED外延片，在硅衬底与非掺杂AlGaN层之间设有过渡层，其包括靠近硅衬底设置的失配调节层和靠近非掺杂AlGaN层设置的粗化层，粗化层上设有多个凸起；采用该过渡层，可以解决硅衬底和外延层之间大的晶格失配和热失配引起的缺陷位错、龟裂等问题，有效降低衬底与外延材料之间的应力，提高AlGaN外延层质量。
附图说明
图1是本发明一实施例中深紫外LED外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中热应力补偿层的结构示意图；
图3是本发明另一实施例中深紫外LED外延片的结构示意图；
图4是本发明一实施例中过渡层的结构示意图；
图5是本发明又一实施例中过渡层的结构示意图；
图6是本发明一实施例中深紫外LED外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
参考图1，本发明公开了一种深紫外LED外延片，包括硅衬底1，设于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次设于硅衬底1正面的非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。其中，热应力补偿层为CrMoSi层，由于CrMoSi的热膨胀系数比硅衬底1大，会在硅衬底1中引入一定的压缩应力，对于硅基紫外器件中的拉伸应力起到一定的抵消作用，从而达到降低翘曲的目的，提供更为平坦的硅衬底表面，进而后续在更平坦的硅衬底上生长外延结构，提升了外延结构的质量。两者综合，有效提升了外延片的成品率和发光效率。
具体的，热应力补偿层2的厚度为20-200nm，当其厚度＜20nm时，引入压缩应力较小，无法抵消硅基紫外器件中的拉伸应力。当其厚度＞200nm时，引入压缩应力过大，造成与翘曲方向相反的弯曲缺陷，反而降低了外延片的成品率。示例性的，热应力补偿层2的厚度为30nm、50nm、70nm、90nm、110nm、130nm、150nm、170nm或190nm，但不限于此。
其中，参考图2，在本发明的一个实施例中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层，第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层；其中，a为0.01-0.1，b为0.01-0.1，α为0.01-0.1，β为0.02-0.1，且a＜α，b＜β。通过上述分层设置，以及Cr、Mo组分的含量控制，可形成梯次变化的压缩应力，从而可逐步补偿硅衬底所带来的张应力，进一步提升外延片的成品率。优选的，在本发明的一个实施例中，α-a=0.015-0.035，β-b=0.01-0.02，基于这种组分控制，可进一步提升外延片的成品率。
具体的，第一热应力补偿层21的厚度为10-100nm，示例性的为15nm、30nm、45nm、60nm、75nm或90nm，但不限于此。第二热应力补偿层22的厚度为10-100nm，示例性的为20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例之中，控制第一热应力补偿层21的厚度：第二热应力补偿层22的厚度=1：（1-1.5），基于这种厚度控制，可进一步提升外延片的成品率。
参考图3和图4，在本发明的一个实施例之中，硅衬底1与非掺杂AlGaN层3之间设有过渡层9，过渡层9包括靠近硅衬底1设置的失配调节层91和靠近非掺杂AlGaN层3设置的粗化层92；粗化层92上设有多个凸起。其中，失配调节层91为石墨烯层或铝层。通过上述组分的失配调节层91，可减低硅衬底与外延材料之间的应力，缓解晶格失配和热失配，提升AlGaN晶体质量，提升外延片的成品率、发光效率。同时粗化层92可为非掺杂AlGaN层的生长提供成核位点，从而获得高密度、大尺寸的非掺杂AlGaN层成核岛，从而提升外延层的生长质量，提升发光效率。同时，需要说明的是，通过热应力补偿层2的设置，有效提升了硅衬底1自身的平坦度，从而为失配调节层91的生长提供了良好的条件，使得失配调节层91有效起到了缓解晶格失配、热失配的作用。
具体的，失配调节层91的厚度为1-10nm，当其厚度＜1nm时，不仅难以有效缓解晶格失配、热失配，而且制作难度很高；当其厚度＞10nm时，制备效率过低，外延片成本高。示例性的，失配调节层91的厚度为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm或9nm，但不限于此。
优选的，在本发明的一个实施例之中，失配调节层91为铝层，其生长工艺简单，成本低。
其中，粗化层92为氮化物材料层，其中，氮化物材料为AlN、GaN、MgN、BN、SiN x 中的一种或多种。粗化层92的厚度为3-15nm，当其厚度＜3nm时，成核位点过小，无法提升非掺杂AlGaN层成核岛的尺寸；当其厚度＞15nm时，所得到非掺杂AlGaN层成核岛的均匀性较差，难以有效提升发光效率。示例性的，粗化层92的厚度为4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm或14nm，但不限于此。
具体的，控制过渡层的总厚度为5-30nm，示例性的为6nm、9nm、12nm、15nm、18nm、21nm、24nm或27nm，但不限于此。
优选的，参考图5，在本发明的一个实施例之中，过渡层9为失配调节层91和粗化层92交替层叠形成的周期性结构，其周期数为1-3。通过周期性生长，可进一步提升发光效率、成品率。同时，还可有效降低过渡层9整体的厚度。具体的，基于该种生长方式，可将过渡层9的整体厚度降低至2-20nm。
具体的，采用周期性生长的方式时，单个失配调节层91的厚度为1-3nm，单个粗化层92的厚度为1-3nm。进一步优选的，控制失配调节层91的厚度与粗化层92的厚度相同。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2-3μm，示例性的为2.1μm、2.3μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm或2.8μm，但不限于此。
其中，N型AlGaN层4的掺杂元素为Si，但不限于此。N型AlGaN层4中Si的掺杂浓度为1×1019-5×1019cm-3，示例性的为1.5×1019cm-3、2×1019cm-3、2.5×1019cm-3、3×1019cm-3、3.5×1019cm-3或4.5×1019cm-3，但不限于此。具体的，N型AlGaN层4的厚度为1-6μm，示例性的为1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm或4.6μm，但不限于此。
其中，多量子阱层5为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层，堆叠周期数6-12个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为2-5nm，c为0.2-0.6。单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为5-15nm，d为0.4-0.8。
其中，电子阻挡层6可以有效地限制电子溢流，也可以减少对空穴的阻挡，提升空穴向量子阱的注入效率，减少载流子俄歇复合，提高深紫外LED的发光效率。具体的，电子阻挡层6为AlγGa1-γN层，但不限于此。具体的，电子阻挡层6的厚度为10-60nm，AlγGa1-γN层中γ为0.4-0.7。
其中，P型AlGaN层7的掺杂元素为Mg，其掺杂浓度为1×1019-5×1020cm-3。P型AlGaN层7的厚度为100-200nm。
其中，P型接触层8为Mg掺杂AlGaN层。具体的，P型接触层8中Mg的掺杂浓度为5×1019-5×1020cm-3，P型接触层8的厚度为10-50nm。
相应的，参考图6，本发明还公开了一种深紫外LED外延片的制备方法，其用于制备上述的深紫外LED外延片，其包括以下步骤：
S100：提供硅衬底；
S200：在硅衬底背面生长热应力补偿层；
其中，在本发明的一个实施例中，在MOCVD中生长CrMoSi层，作为热应力补偿层，但不限于此。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为200-700℃，生长压力为10-100torr。
优选的，在本发明的一个实施例中，S200包括：
S210：在硅衬底背面生长第一热应力补偿层；
其中，在本发明的一个实施例中，在MOCVD中生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层，但不限于此。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为700-800℃，生长压力为10-100torr。
S220：在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
其中，在本发明的一个实施例中，在MOCVD中生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层，但不限于此。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为200-500℃，生长压力为10-100torr。
通过采用不同的生长温度，可以逐步补偿硅衬底所带来的张应力，提升外延片的成品率。
S300：在硅衬底上依次生长非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，S300包括：
S310：在硅衬底上生长过渡层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，S310包括：
S311：在硅衬底上生长失配调节层；
具体的，失配调节层可为石墨烯层或铝层。
具体的，石墨烯层由铜衬底上的石墨烯层转移而得。铜衬底上的石墨烯层可通过本领域公知的PVD法制备而得。具体的，石墨烯层的转移方法为：将设有PMMA-石墨烯层的铜衬底采用氯化铁溶液剥离，清洗后得到PMMA-石墨烯膜，将PMMA-石墨烯膜粘附到硅衬底表面，在100-150℃加热贴合，冷却后采用丙酮溶液浸泡，除去PMMA，即得。
具体的，在本发明的一个实施例之中，铝层通过MOCVD生长。具体的，以三甲基铝作为Al源，生长温度为860-960℃，生长压力为50-80torr。
S312：在失配调节层上生长粗化层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，粗化层通过MOCVD法生长，具体的，以NH3作为N源，以三甲基镓作为Ga源，或以二茂镁作为Mg源，或以三甲基铝作为Al源，或以硼烷（或BCl3）作为B源、或以硅烷作为Si源，生长温度为700-900℃，生长压力为300-600torr。具体的，通过控制N源与其他源的摩尔量之比，以及在高压（300-600torr）生长，即可形成凸起，得到粗化层。示例性的，以BN层作为粗化层时，控制N源与B源的摩尔比为100~1000。
优选的，在本发明的一个实施例之中，S310还包括：
S313：周期性重复S311和S312，得到过渡层。
S320：在过渡层上生长非掺杂AlGaN层；
其中，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1000-1300℃，生长压力50-500torr。
S330：在非掺杂AlGaN层上N型AlGaN层；
其中，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1000-1350℃，生长压力100-200torr。
S340：在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
其中，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层，作为多量子阱层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为950-1050℃，生长压力为50-300torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1050-1150℃，生长压力为50-300torr。
S350：在多量子阱层上生长电子阻挡层；
其中，采用MOCVD生长电子阻挡层，生长温度为1000-1200℃，生长压力为150-300torr。
S360：在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
其中，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1000-1100℃，生长压力为100-600torr。
S370：在P型AlGaN层上生长P型接触层；
其中，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1000-1100℃，生长压力为100-600torr。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图1，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2为CrMoSi层，其厚度为60nm。非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层8为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrMoSi层，作为热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为650℃，生长压力为60torr。
（3）在硅衬底正面生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（4）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（5）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（7）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（8）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
实施例2
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图1、图2，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层（a=0.02，b=0.01），第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层（α=0.03，β=0.02）；第一热应力补偿层21的厚度为30nm，第二热应力补偿层22的厚度为30nm。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层8为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长第一热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为750℃，生长压力为80torr。
（3）在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为300℃，生长压力为50torr。
（4）在硅衬底正面生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（5）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（6）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（8）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（9）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
实施例3
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图1、图2，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层（a=0.02，b=0.01），第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层（α=0.035，β=0.02）；第一热应力补偿层21的厚度为30nm，第二热应力补偿层22的厚度为30nm。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层8为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长第一热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为750℃，生长压力为80torr。
（3）在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为300℃，生长压力为50torr。
（4）在硅衬底正面生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（5）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（6）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（7）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（8）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（9）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
实施例4
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图2-图4，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的过渡层9、非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层（a=0.02，b=0.01），第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层（α=0.035，β=0.02）；第一热应力补偿层21的厚度为30nm，第二热应力补偿层22的厚度为30nm。
其中，过渡层9包括靠近硅衬底1设置的失配调节层91和靠近非掺杂AlGaN层3设置的粗化层92。其中，失配调节层91为石墨烯层，厚度为8nm；粗化层92为BN层，厚度为10nm。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长第一热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为750℃，生长压力为80torr。
（3）在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为300℃，生长压力为50torr。
（4）在硅衬底正面生长失配调节层；
具体的，石墨烯层由铜衬底上的石墨烯层转移而得。铜衬底上的石墨烯层可通过本领域公知的PVD法制备而得。具体的，石墨烯层的转移方法为：将设有PMMA-石墨烯层的铜衬底（深圳六碳科技有限公司）采用氯化铁溶液剥离，去离子水清洗后得到PMMA-石墨烯膜，将PMMA-石墨烯膜粘附到硅衬底表面，在120℃加热贴合，冷却后采用丙酮溶液浸泡，除去PMMA，再采用去离子水多次清洗，即得。
（5）在失配调节层上生长粗化层；
具体的，采用MOCVD生长粗化层，具体的，以NH3作为N源，以BCl3作为B源，生长温度为850℃，生长压力为550torr；其中，N源与B源的摩尔比为250。
（6）在粗化层上生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（7）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（8）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（9）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（10）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（11）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
实施例5
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图2-图4，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的过渡层9、非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层（a=0.02，b=0.01），第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层（α=0.035，β=0.02）；第一热应力补偿层21的厚度为30nm，第二热应力补偿层22的厚度为30nm。
其中，过渡层9包括靠近硅衬底1设置的失配调节层91和靠近非掺杂AlGaN层3设置的粗化层92。其中，失配调节层91为铝层，厚度为8nm；粗化层92为BN层，厚度为10nm。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长第一热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为750℃，生长压力为80torr。
（3）在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为300℃，生长压力为50torr。
（4）在硅衬底正面生长失配调节层；
具体的，用MOCVD生长铝层，具体的，以三甲基铝作为Al源，生长温度为920℃，生长压力为70torr。
（5）在失配调节层上生长粗化层；
具体的，采用MOCVD生长粗化层，具体的，以NH3作为N源，以BCl3作为B源，生长温度为850℃，生长压力为550torr；其中，N源与B源的摩尔比为250。
（6）在粗化层上生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（7）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（8）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（9）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（10）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（11）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
实施例6
本实施例提供一种用于深紫外LED的外延片，参考图2-图5，其包括硅衬底1，生长于硅衬底1背面的热应力补偿层2，依次生长于硅衬底1正面的过渡层9、非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。
其中，热应力补偿层2包括靠近硅衬底1设置的第一热应力补偿层21和远离硅衬底1设置的第二热应力补偿层22。其中，第一热应力补偿层21为CraMobSi层（a=0.02，b=0.01），第二热应力补偿层22为CrαMoβSi层（α=0.035，β=0.02）；第一热应力补偿层21的厚度为30nm，第二热应力补偿层22的厚度为30nm。
其中，过渡层9包括多个周期性层叠的失配调节层91和粗化层92，周期数为3。单个失配调节层的厚度为2nm，单个粗化层92的厚度为2nm。失配调节层91为铝层，粗化层92为BN层。
其中，非掺杂AlGaN层3的厚度为2.5μm，N型AlGaN层4的厚度为4μm，Si掺杂浓度为2.5×1019cm-3。
其中，多量子阱层为交替堆叠的AlcGa1-cN量子阱层（c=0.45）和AldGa1-dN量子垒层（d=0.55），堆叠周期数9个。单个AlcGa1-cN量子阱层的厚度为3.5nm，单个AldGa1-dN量子垒层的厚度为11nm。电子阻挡层6为AlγGa1-γN层（γ=0.6），厚度为40nm。P型AlGaN层7的厚度为150nm，Mg掺杂浓度为5×1019cm-3。P型接触层为Mg掺AlGaN层，Mg掺杂浓度为1×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中用于深紫外LED的外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底；
（2）在硅衬底背面上生长第一热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CraMobSi层，作为第一热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为750℃，生长压力为80torr。
（3）在第一热应力补偿层上生长第二热应力补偿层；
具体的，采用MOCVD生长CrαMoβSi层，作为第二热应力补偿层。具体的，以SiH4作为Si源，Mo(CO)6作为Mo源，以乙酰丙酮铬作为Cr源，生长温度为300℃，生长压力为50torr。
（4）在硅衬底正面生长失配调节层；
具体的，用MOCVD生长铝层，具体的，以三甲基铝作为Al源，生长温度为920℃，生长压力为70torr。
（5）在失配调节层上生长粗化层；
具体的，采用MOCVD生长粗化层，具体的，以NH3作为N源，以BCl3作为B源，生长温度为850℃，生长压力为550torr；其中，N源与B源的摩尔比为250。
（6）重复步骤（4）-（5）两次；
（7）在步骤（6）得到的硅衬底的正面生长非掺杂AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长非掺杂AlGaN层，生长温度为1200℃，生长压力100torr。
（8）在非掺杂AlGaN层上生长N型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长N型AlGaN层，生长温度为1250℃，生长压力150torr。
（9）在N型AlGaN层上生长多量子阱层；
具体的，采用MOCVD周期性生长多个AlcGa1-cN量子阱层和AldGa1-dN量子垒层。其中，AlcGa1-cN量子阱层的生长温度为1000℃，生长压力为200torr。AldGa1-dN量子垒层的生长温度为1100℃，生长压力200torr。
（10）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，采用MOCVD生长AlγGa1-γN层，作为电子阻挡层。生长温度为1050℃，生长压力200torr。
（11）在电子阻挡层上生长P型AlGaN层；
具体的，采用MOCVD生长P型AlGaN层，生长温度为1050℃，生长压力为200torr。
（12）在P型AlGaN层上生长P型接触层；
具体的，采用MOCVD生长P型接触层，生长温度为1050℃，生长压力200torr。
对比例1
本对比例提供一种深紫外LED外延片，其与实施例1的区别在于，不设置热应力补偿层，在硅衬底的正面设置厚度为60nm的AlN缓冲层。相应的，在制备方法中，将步骤（2）变更为采用PVD在硅衬底正面生长AlN层，步骤（3）变更为在AlN层上生长非掺杂AlGaN层。
对比例2
本对比例提供一种深紫外LED外延片，其与实施例1的区别在于，不设置热应力补偿层，在硅衬底的正面设置过渡层9，过渡层9包括靠近硅衬底1设置的失配调节层91和靠近非掺杂AlGaN层3设置的粗化层92。其中，失配调节层91为铝层，厚度为8nm；粗化层92为BN层，厚度为10nm。过渡层的制备方法与实施例5相同。且在制备步骤中，不包含制备热应力补偿层的步骤。
对比例3
本对比例提供一种深紫外LED外延片，其与实施例1的区别在于，在硅衬底1的背面依次设有Si层、Mo层和Cr层，其厚度均为20nm。
其制备方法中，先采用SiH4作为硅源在硅衬底1背面生长Si层，然后采用Mo(CO)6作为Mo源在Si层上生长Mo层，再采用乙酰丙酮铬作为Cr源在Mo层上生长Cr层。三者的生长温度均为650℃，生长压力均为60torr。
采用实施例1-3、5-6，对比例1-3的方法各生长外延片300片，统计其成品率，并在各组中各选定10片测试发光亮度。以对比例1的数据为基准，计算发光亮度提升率和成品率提升率；此外，按照实施例4的方法生长外延片10片，测试发光亮度，并以对比例的数据为基准，计算实施例4的发光亮度提升率。具体结果如下表所示。
具体测试结果如下表所示：
由表中可以看出，当在外延片中引入了本发明的热应力补偿层后，有效提升了外延片的成品率，也一定程度提升了发光亮度。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种深紫外LED外延片，其特征在于，包括硅衬底，设于硅衬底背面的热应力补偿层，依次设于硅衬底正面的非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述热应力补偿层包括靠近所述硅衬底设置的第一热应力补偿层和远离所述硅衬底设置的第二热应力补偿层，所述第一热应力补偿层为CraMobSi层，所述第二热应力补偿层为CrαMoβSi层；其中，a为0.01-0.1，b为0.01-0.1，α为0.01-0.1，β为0.02-0.1，且a＜α，b＜β；
所述第一热应力补偿层的厚度为10-100nm，第二热应力补偿层的厚度为10-100nm。
2.如权利要求1所述的深紫外LED外延片，其特征在于，所述第一热应力补偿层的厚度与所述第二热应力补偿层的厚度之比为1：（1-1.5）。
3.如权利要求1所述的深紫外LED外延片，其特征在于，所述硅衬底与所述非掺杂AlGaN层之间设有过渡层，所述过渡层包括靠近硅衬底设置的失配调节层和靠近非掺杂AlGaN层设置的粗化层；所述粗化层上设有多个凸起；
所述失配调节层为石墨烯层或铝层，所述粗化层为氮化物材料层；其中，氮化物材料为AlN、GaN、MgN、BN、SiN x 中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的深紫外LED外延片，其特征在于，所述失配调节层为铝层，所述粗化层为BN层。
5.如权利要求3所述的深紫外LED外延片，其特征在于，所述过渡层为失配调节层和粗化层交替层叠形成的周期性结构，其周期数为1-3；
单个失配调节层的厚度为1-3nm，单个粗化层的厚度为1-3nm，且所述失配调节层的厚度与所述粗化层的厚度相同，所述过渡层的总厚度2-20nm。
6.一种深紫外LED外延片的制备方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的深紫外LED外延片，其特征在于，包括：
提供硅衬底，在所述硅衬底背面生长热应力补偿层，在所述硅衬底的正面依次生长非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述热应力补偿层包括靠近所述硅衬底设置的第一热应力补偿层和远离所述硅衬底设置的第二热应力补偿层；
所述第一热应力补偿层的生长温度为700-800℃，生长压力为10-100torr；所述第二热应力补偿层的生长温度为200-500℃，生长压力为10-100torr。
7.如权利要求6所述的深紫外LED外延片的制备方法，其特征在于，包括：
提供硅衬底，在所述硅衬底背面生长热应力补偿层，在所述硅衬底的正面依次生长过渡层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
其中，所述过渡层包括靠近硅衬底设置的失配调节层和靠近非掺杂AlGaN层设置的粗化层，所述失配调节层为石墨烯层或铝层，所述粗化层为氮化物材料层；
所述石墨烯层由铜衬底上的石墨烯层转移而得，所述铝层通过MOCVD法生长，所述氮化物材料层通过MOCVD法生长。
8.如权利要求7所述的深紫外LED外延片的制备方法，其特征在于，所述石墨烯层的转移方法为：将设有PMMA-石墨烯层的铜衬底采用氯化铁溶液剥离，清洗后得到PMMA-石墨烯膜，将所述PMMA-石墨烯膜粘附到硅衬底表面，在100-150℃加热贴合，冷却后采用丙酮溶液浸泡，除去PMMA，即得；
所述铝层的生长温度为860-960℃，生长压力为50-80torr；
所述氮化物材料层的生长温度为700-900℃，生长压力为300-600torr。
9.如权利要求7所述的深紫外LED外延片的制备方法，其特征在于，所述粗化层为BN层，生长时N源与B源的摩尔比为（100-1000）：1。
10.一种深紫外LED，其特征在于，其包括如权利要求1-5任一项所述的深紫外LED外延片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211271053.8A CN115332408B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 深紫外led外延片及其制备方法、led |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211271053.8A CN115332408B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 深紫外led外延片及其制备方法、led |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115332408A CN115332408A (zh) | 2022-11-11 |
| CN115332408B true CN115332408B (zh) | 2023-01-31 |
Family
ID=83915236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211271053.8A Active CN115332408B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 深紫外led外延片及其制备方法、led |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115332408B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115763666A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-07 | 马鞍山杰生半导体有限公司 | 一种紫外发光二极管芯片 |
| CN115842078B (zh) * | 2023-02-10 | 2023-05-02 | 江西兆驰半导体有限公司 | 深紫外led外延片及其制备方法、led |
| CN115810697B (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-28 | 江西兆驰半导体有限公司 | 硅基紫外led外延结构及其制备方法、紫外led |
| CN116130570A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-05-16 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514231A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种用于GaN生长的低应力状态复合衬底 |
| CN105514224A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种用于GaN生长的低应力状态复合衬底的制备方法 |
| CN106449912A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-22 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种带应力平衡结构层的GaN基复合衬底及其制备方法 |
| JP2018107431A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 出光興産株式会社 | 積層体及び当該積層体を用いたダイオード |
| CN111739989A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-02 | 深圳市昂德环球科技有限公司 | AlGaN基深紫外LED外延片及制备方法 |
| CN112186079A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-05 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 垂直结构led芯片的制备方法 |
| CN113410348A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 深紫外发光元件及其制备方法 |
| CN114566578A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-05-31 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 深紫外led外延片、制备方法及半导体器件 |
| CN115084183A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-20 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 微型发光二极管显示芯片及其制作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10410979B2 (en) * | 2017-06-14 | 2019-09-10 | Win Semiconductors Corp. | Structure for reducing compound semiconductor wafer distortion |
| CN212323022U (zh) * | 2020-07-24 | 2021-01-08 | 深圳市昂德环球科技有限公司 | AlGaN基深紫外LED外延片 |
| CN113838951A (zh) * | 2021-10-03 | 2021-12-24 | 中紫半导体科技(东莞)有限公司 | In-Si共掺杂量子阱的AlGaN基深紫外LED外延结构及其制备方法 |
-
2022
- 2022-10-18 CN CN202211271053.8A patent/CN115332408B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514231A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种用于GaN生长的低应力状态复合衬底 |
| CN105514224A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种用于GaN生长的低应力状态复合衬底的制备方法 |
| CN106449912A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-22 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种带应力平衡结构层的GaN基复合衬底及其制备方法 |
| JP2018107431A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 出光興産株式会社 | 積層体及び当該積層体を用いたダイオード |
| CN111739989A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-02 | 深圳市昂德环球科技有限公司 | AlGaN基深紫外LED外延片及制备方法 |
| CN112186079A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-05 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 垂直结构led芯片的制备方法 |
| CN113410348A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 深紫外发光元件及其制备方法 |
| CN114566578A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-05-31 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 深紫外led外延片、制备方法及半导体器件 |
| CN115084183A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-20 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 微型发光二极管显示芯片及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115332408A (zh) | 2022-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115332408B (zh) | 深紫外led外延片及其制备方法、led | |
| CN108336203B (zh) | 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN103367589B (zh) | 用于制造含Ga的第III族氮化物半导体的方法 | |
| CN115458653A (zh) | 一种深紫外发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN109659403B (zh) | 发光二极管的外延片的制作方法及外延片 | |
| CN116581210B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115347096B (zh) | GaN基发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN114864770A (zh) | 一种硅基氮化镓外延片及其制作方法 | |
| CN115207177A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN115842075A (zh) | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN117253950A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN116190520A (zh) | 提高波长良率的led外延片及其制备方法、led芯片 | |
| CN116314511A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN109920722B (zh) | GaN基发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN109786513B (zh) | 发光二极管的外延片及其制作方法 | |
| CN114335272A (zh) | 一种发光二极管及其制备方法 | |
| CN115939285B (zh) | 基于硅衬底的led外延片及其制备方法、led | |
| CN116314507B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN116314510B (zh) | 复合非掺杂AlGaN层及制备方法、外延片及LED | |
| CN117153964A (zh) | 深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外led | |
| CN115810697B (zh) | 硅基紫外led外延结构及其制备方法、紫外led | |
| CN116632129A (zh) | 发光二极管外延结构及其制备方法、发光二极管 | |
| CN109873056B (zh) | 发光二极管的外延片的制备方法 | |
| CN116435424A (zh) | 一种辐射复合效率高的发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN115986022A (zh) | 深紫外led外延片及其制备方法、深紫外led |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |