CN208848922U - 一种图形化Si衬底上非极性紫外LED - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于LED技术领域,公开了一种图形化Si衬底上非极性紫外LED。图形化Si衬底上非极性紫外LED包括图形化Si衬底以及非极性紫外LED;图形化Si衬底上设有若干凹槽,所述凹槽的纵截面中一侧壁为竖直的侧壁,凹槽的纵截面为倒三角形或倒梯形;所述凹槽的横截面为四边形。本实用新型将Si衬底进行图形化,图形化Si衬底含有Si(111),有利于制备高质量的非极性GaN薄膜,图形化Si衬底上非极性紫外LED具有缺陷密度低、结晶质量好,器件性能好等特点,可广泛应用于LED、LD、太阳能电池等领域。
Description
技术领域
本实用新型属于LED的技术领域,具体涉及一种图形化Si衬底上非极性紫外LED。
背景技术
发光二极管(LED)作为一种新型固体照明光源和绿色光源,具有高效、节能、环保以及接近100的显色指数等优异性能,这些优异性能使得LED逐渐取代白炽灯等传统光源在市场上的应用。我国于2003年开始了半导体照明计划,用来促进国内半导体照明产业的迅速发展。随着GaN技术的快速发展,LED光效和寿命的增加,半导体照明必将彻底取代传统光源,走向世界的每一个角落。在GaN LED年场值达亿美元的市场规模中,其中应用在固态照明和液晶电视领域的份额最大,应用在固态照明和液晶电视领域的份额最大,而固态照明和液晶电视都是使用白光。目前,使用最为广泛的白光LED制作方法是利用蓝光管芯去激发黄光荧光粉,再利用其中的黄光和蓝光相混合,从而发出白光。但是,这种方法产生的白光,具有的色彩还原性不好而且Ra相对偏低。因此,紫外LED应运而生,其可激发三基色荧光粉制备白光LED,这种方法使得发出的白光特性只受荧光粉的影响,颜色稳定性更高,且具备更高的LOP,可以获得显色指数更高,色彩还原性更好的白光,为新一代半导体照明的发展提供了方向。紫外LED除了在实现白光照明方面有潜在的应用,在其他领域的应用也非常广泛,并且附加值非常高。紫外光一共分为三个波段:UV-A(400-320nm)波段、UV-B(320-280nm)波段和UV-C(280-200nm)波段。紫外光主要应用还有水净化、分解气体、医疗工具的消毒、固化、光刻、文件认证和防伪检测、光疗和医疗诊断等领域。
尽管紫外LED拥有诸多优良的特性,但是相对于目前已经非常成熟的蓝光LED来说,其技术仍然处于快速发展时期,紫外LED的整体性能相比于蓝光LED较低,特别是波长低于370nm的UV-LED,其器件的发光效率仍然很低,限制了商品化的应用。紫外器件发光效率低的主要原因在于Ⅲ族氮化物材料量子阱的自发极化和压电场明显强于其他半导体材料,而对于紫外LED来说,为了实现更短波长的发射,多量子阱所使用的Ⅲ族氮化物材料必须采用更高的Al含量,其结果导致压电电场变得更强。Ⅲ族氮化物由于量子限制斯塔克效应引起的较强的压电场,使得半导体的价带和导带发生弯曲,导致电子和空穴对的空间分离。这样一来,辐射复合的概率降低,最终导致发光效率的减少。减少量子限制斯塔克效应的主要办法是采用生长非极性GaN材料来制备LED器件,这种办法的优点是可以彻底消除量子阱内的压电极性,使电子和空穴对的复合效率变得非常高,但缺点也非常明显,就是非极性衬底的价钱非常昂贵,且不易获得。
因此,要提高紫外LED的发光效率、实现紫外LED大规模商业化应用,最根本的办法就是在低成本、大尺寸衬底上研发非极性GaN基紫外LED。当前进行GaN单晶生长的方式有三类:氢化物气相外延法(HVPE)、金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)和分子束外延法(MBE)。HVPE技术生长的材料点缺陷密度较高,普遍高于采用MOCVD和MBE技术生长的材料;MBE技术生长温度低、生长速度慢,因此,均不适用于紫外LED的商业化生产。而采用MOCVD方法生长的GaN薄膜,具有较快的生长速率,良好的平整性,很高的结晶质量,并且工艺重复性好,适合进行量产,目前已成为商业化LED生产应用最为广泛的外延技术。
目前,MOCVD制备非极性GaN薄膜的衬底的主要有r面蓝宝石、LiAlO2、SiC、Si等。其中Si衬底相较其他衬底来说,有以下几个优点:(1)衬底本身的价格比目前使用的蓝宝石和SiC衬底等便宜很多,有利于降低成本;(2)Si衬底可提供比蓝宝石和SiC衬底尺寸更大的衬底以提高的利用率,从而提高管芯产率;(3)Si衬底工艺成熟,且在衬底上制作的器件很容易和目前的工艺器件集成;(4)Si衬底是导电衬底,电极可以从管芯的两侧引出,制备垂直器件。因而,Si衬底上外延紫外LED是推动其商业化应用的最佳选择。在Si的众多晶面中,Si(111)面是外延GaN的最匹配晶面,但与Si(111)面平行的GaN面是(0001)晶面,为极性面,而采用MOCVD直接在Si的其它晶面如(112)面上外延非极性GaN,由于较大的晶格失配会在GaN外延层中造成高的位错密度,难以得到高质量的GaN外延层。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本实用新型的目的在于提供一种图形化Si衬底上非极性紫外LED。本实用新型在图形化Si衬底上外延生长非极性紫外LED,其中非极性GaN薄膜具有缺陷密度低、结晶质量好等特点。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现:
图形化Si衬底上非极性紫外LED,包括图形化Si衬底以及非极性紫外LED;图形化Si衬底上设有若干凹槽,所述凹槽的纵截面中一侧壁为竖直的侧壁,凹槽的纵截面为倒三角形或倒梯形。
所述图形化Si衬底是指在Si的非(111)晶面上进行图形化处理,Si的非(111)晶面形成若干(111)晶面;所述图形化Si衬底为图形化Si(112)晶面、图形化Si(100)晶面、图形化Si(1-10)晶面的衬底,图形化后形成若干(111)晶面。
图形化Si衬底上非极性紫外LED,由下到上依次包括图形化Si衬底,预铺Al层、AlN层、AlGaN层、u-GaN层、n-GaN层、量子阱层和p-GaN层;所述图形化Si衬底为图形化Si(112)晶面、(100)、(1-10)晶面;图形化Si衬底上设有若干凹槽,凹槽的纵截面为倒三角形或倒梯形。所述凹槽的纵截面中一侧壁为竖直的侧壁即有一边与铅垂线平行。所述凹槽的横截面为四边形。
所述图形化Si衬底是指在Si的非(111)晶面上进行图形化处理,Si的非(111)晶面形成若干(111)晶面;所述图形化Si衬底为图形化Si(112)晶面、图形化Si(100)晶面或图形化Si(1-10)晶面,图形化后形成若干(111)晶面。
所述凹槽中有一面为Si(111)晶面,即与竖直侧壁相对的侧壁面。
所述量子阱层为InGaN/GaN量子阱层。
所述凹槽与凹槽间的距离为1~5μm;凹槽的横截面为四边形,优选为长方形,宽为2~10μm,长为10~100μm,凹槽的纵截面中竖直侧壁的长度为1~4.9μm。
所述预铺Al层的厚度为1-1.5nm;非极性AlN薄膜层(AlN层)的厚度为100-300nm;非极性AlGaN薄膜层(AlGaN层)的厚度为400-900nm;非极性非掺杂GaN层(u-GaN层)的厚度为800-1000nm;所述非极性n型掺杂GaN层(n-GaN层)的厚度为2000-4000nm;所述非极性InGaN/GaN量子阱层(量子阱层)为5-10个周期的InGaN阱层/GaN垒层,其中InGaN阱层的厚度为2-5nm;GaN垒层的厚度为5-15nm;所述非极性p型掺杂GaN薄膜(p-GaN层)的厚度为200-400nm。
所述图形化Si衬底上非极性紫外LED的制备方法,包括以下步骤:
(1)将Si衬底进行图形化处理,获得图形化Si衬底,图形化Si衬底上设有若干凹槽,凹槽中有一面为Si(111)晶面;在图形化处理时,是以非(111)晶面(如:(112)面、(100)或(1-10)面)为外延面;
(2)在图形化衬底上依次生长预铺Al层、AlN层、AlGaN层、u-GaN层、n-GaN层、量子阱和p-GaN层。
所述预铺Al层沿着凹槽中(111)晶面生长。
步骤(1)中所述图形化处理是指采用KOH溶液腐蚀Si衬底,使得Si衬底的非(111)晶面腐蚀出若干(111)晶面。
步骤(2)中各层的具体制备步骤为:
(a)将图形化Si衬底转移到MOCVD中,在衬底上低温外延一层预铺Al层,抑制界面反应:衬底温度为800-980℃,反应室压力为40-70Torr,石墨盘转速为1000-1200r/min,三甲基铝(TMAl)的流量为200-300sccm;
(b)在步骤(a)得到的预铺Al层上生长一层的非极性AlN成核层(AlN层):衬底温度为900-1000℃,反应室压力为40-70Torr,石墨盘转速为1000-1200r/min,TMAl的流量为200-400sccm,氨气(NH3)的流量为5-20slm;
(c)在步骤(b)得到的非极性AlN薄膜上生长非极性AlGaN薄膜层:衬底温度为1000-1200℃,反应室压力为50-100Torr,石墨盘转速为1000-1200r/min,TMAl的流量为200-400sccm,三甲基镓(TMGa)的流量为50-200sccm,NH3的流量为5-20slm;
(d)在步骤(c)得到的非极性AlGaN薄膜上生长非极性非掺杂GaN(u-GaN)层,工艺条件为:衬底温度为900-1200℃,反应室压力为200Torr,TMGa的流量为200-500sccm,NH3的流量为10-30slm;
(e)在步骤(d)得到的非极性u-GaN上生长非极性n型掺杂GaN薄膜(n-GaN层),工艺条件为:衬底温度为900-1200℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、NH3、SiH4,TMGa的流量为200-500sccm,SiH4的流量为100-150sccm,NH3的流量为10-30slm;掺杂电子浓度1.0×1017-1.0×1019cm-3;
(f)在步骤(e)得到的非极性n型掺杂GaN薄膜生长非极性InGaN/GaN量子阱,工艺条件为:垒层,衬底温度为750-850℃,反应室压力为200Torr,通入三乙基镓(TEGa)与NH3,TEGa的流量为200-500sccm,NH3的流量为10-30slm,厚度为5-15nm;阱层,衬底温度为750-850℃,反应室压力为200Torr,通入TEGa、TMIn与NH3,TEGa的流量为200-500sccm,TMIn的流量为10-100sccm,NH3的流量为10-50slm,厚度为2-5nm;垒阱层重复生长5-10个周期,第一层与最后一层均为垒层;
(g)在步骤(f)得到的非极性InGaN/GaN量子阱生长非极性p型掺杂GaN薄膜(p-GaN层),工艺条件为:衬底温度为900-1200℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、CP2Mg与NH3,TMGa的流量为200-500sccm,CP2Mg的流量为200-300sccm,NH3的流量为10-30slm;掺杂空穴浓度1.0×1016-4.0×1018cm-3。
所述预铺Al层的厚度为1-1.5nm;非极性AlN薄膜层的厚度为100-300nm;非极性AlGaN薄膜层的厚度为400-900nm;非极性非掺杂GaN层的厚度为800-1000nm;所述非极性n型掺杂GaN层的厚度为2000-4000nm;所述非极性InGaN/GaN量子阱层为5-10个周期的InGaN阱层/GaN垒层,其中InGaN阱层的厚度为2-5nm;GaN垒层的厚度为5-15nm;所述非极性p型掺杂GaN薄膜的厚度为200-400nm。
步骤(1)中图形化Si衬底具体通过以下步骤得到:在Si衬底上镀SiO2膜,然后在衬底镀SiO2膜的一面进行光刻显影,光刻图案为多个四边形,优选为长方形,相邻长方形的间距为1~5μm;将光刻显影的Si衬底进行刻蚀,SiO2膜刻蚀完,再将刻蚀后的Si衬底放入KOH溶液中腐蚀,清洗,吹干,获得图形化Si衬底。KOH溶液的质量浓度为40%。
所述图形化Si衬底上非极性紫外LED用于制造薄膜外延及薄膜器件,特别是量子阱结构的LED、激光器、光电探测器、太阳能电池。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
本实用新型对Si衬底(非(111)晶面,如:(112))进行了图形化处理,用湿法碱腐的方法在Si衬底(非(111)晶面,如:(112))内腐蚀出Si的(111)面,为后续非极性GaN的生长提供优化生长面;然后使用MOCVD生长LED外延层,由于晶面匹配关系,外延层会优先在腐蚀出的Si(111)面进行生长,但与衬底(112)晶面平行的GaN晶面为非极性的(1-100)面;在外延生长过程中,缺陷的生长方向是沿着GaN(0001)面,而不沿着(1-100)面,因此生长的非极性GaN具有较高的晶体质量。本实用新型有利于制备高质量的非极性GaN薄膜,具有缺陷密度低、结晶质量好等特点,可广泛应用于LED、LD、太阳能电池等领域。
附图说明
图1为本实用新型的图形化Si衬底上非极性紫外LED的结构示意图;
图2为本实用新型的图形化Si衬底的俯视示意图(a)及正视示意图(b);
图3为实施例1中图形化Si衬底制备的工艺流程图;
图4为实施例1制备的紫外LED外延片(图形化Si衬底上非极性紫外LED)的电致发光图谱;右上角为紫外LED外延片的发光图;
图5为利用实施例1的图形化Si衬底上非极性紫外LED制备的紫外LED芯片的光功率电流曲线;
图6为利用实施例1的图形化Si衬底上非极性紫外LED制备的紫外LED芯片的的电压电流曲线。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型的图形化Si衬底上非极性紫外LED的结构示意图如图1所示,由下到上依次包括图形化Si衬底1,预铺Al层2、AlN层3、AlGaN层4、u-GaN层5、n-GaN层6、量子阱层7和p-GaN层8;
所述图形化Si衬底是指在Si的非(111)晶面上进行图形化处理,Si的非(111)晶面形成若干(111)晶面;所述图形化Si衬底为图形化Si(112)晶面、图形化Si(100)晶面或图形化Si(1-10)晶面,图形化后形成若干(111)晶面。即图形化Si衬底上设有若干凹槽,凹槽的纵截面为倒三角形或倒梯形。所述凹槽的纵截面中一侧壁为竖直的侧壁即有一边与铅垂线平行。所述凹槽的横截面为四边形,优选为长方形。所述凹槽中有一面为Si(111)晶面,即与竖直侧壁相对的侧壁面。
本实用新型的图形化Si衬底的俯视示意图(a)及正视示意图(b)如图2所示。若干凹槽排列分布。
所述量子阱层为InGaN/GaN量子阱。
所述凹槽与凹槽间的距离为1~5μm;凹槽中横截面为四边形,优选为长方形,宽为2~10μm,长为10~100μm,凹槽的纵截面中竖直侧壁的长度为1~4.9μm。
所述预铺Al层的厚度为1-1.5nm;非极性AlN薄膜层(AlN层)的厚度为100-300nm;非极性AlGaN薄膜层(AlGaN层)的厚度为400-900nm;非极性非掺杂GaN层(u-GaN层)的厚度为800-1000nm;所述非极性n型掺杂GaN层(n-GaN层)的厚度为2000-4000nm;所述非极性InGaN/GaN量子阱层(量子阱层)为5-10个周期的InGaN阱层/GaN垒层,其中InGaN阱层的厚度为2-5nm;GaN垒层的厚度为5-15nm;所述非极性p型掺杂GaN薄膜(p-GaN层)的厚度为200-400nm。
实施例1
本实施例的生长在图形化Si(112)衬底上外延生长的非极性紫外LED依次包括图形化Si(112)衬底,预铺Al层、AlN层、AlGaN层、u-GaN层、n-GaN层、量子阱、p-GaN。
生长在图形化Si(112)衬底上外延生长的非极性紫外LED的制备方法,包括以下步骤:
1)将Si(112)衬底用PECVD镀SiO2膜500nm,将镀SiO2膜的衬底面进行光刻显影,掩模版图案为5μm×100μm的长方形,相邻长方形的间距(相邻长方形的相邻边距离)为3μm,光刻时将长方形的长边对准Si衬底的标记边;将光刻显影后的Si(112)衬底进行ICP刻蚀,在衬底表面刻蚀出5μm×100μm的长方形窗口,刻蚀深度为500nm;将刻蚀后的Si(112)衬底放入质量浓度为40%的KOH溶液中腐蚀10min,腐蚀温度为40℃;将衬底放入乙醇中洗涤10分钟,去除表面有机物;将放入去离子水中室温下超声清洗10分钟,去除衬底表面粘污颗粒;清洗后的Si(112)衬底用高纯干燥氮气吹干;图形化Si衬底制备的工艺流程图如图3所示;
2)将图形化Si衬底转移到MOCVD中,在衬底上低温外延一层厚度为1nm的预铺Al层(Al层附在凹槽的非垂直侧壁上即Si(111)面上),抑制界面反应:衬底温度为900℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为250sccm;
3)在步骤(2)得到的预铺Al层上生长一层厚度为300nm的非极性AlN成核层:衬底温度为1000℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为350sccm,NH3的流量为15slm;
4)在步骤(3)得到的非极性AlN薄膜上生长700nm的非极性AlGaN薄膜层:衬底温度1200℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为350sccm,TMGa的流量为100sccm,NH3的流量为15slm;
5)在步骤(4)得到的非极性AlGaN薄膜上生长1000nm的非极性非掺杂GaN层,工艺条件为:衬底温度为1100℃,反应室压力为200Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMGa的流量为400sccm,NH3的流量为20slm;
6)在步骤(5)得到的非极性非掺杂GaN层上生长3000nm的非极性n型掺杂GaN薄膜,工艺条件为:衬底温度为1100℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、NH3和SiH4,TMGa的流量为400sccm,SiH4的流量为120sccm,NH3的流量为20slm;掺杂电子浓度5.0×1018cm-3;
7)在步骤(6)得到的非极性n型掺杂GaN薄膜生长非极性InGaN/GaN量子阱,工艺条件为:垒层,衬底温度为800℃,反应室压力为200Torr,通入TEGa与NH3,TEGa的流量为400sccm,NH3的流量为25slm,厚度为10nm;阱层,衬底温度为800℃,反应室压力为200Torr,通入TEGa、TMIn与NH3,TEGa的流量为400sccm,TMIn的流量为50sccm,NH3的流量为30slm,厚度为4nm,垒阱层重复生长9个周期,第一层与最后一层均为垒层;
8)在步骤(7)得到的非极性InGaN/GaN量子阱生长350nm的非极性p型掺杂GaN薄膜,工艺条件为:衬底温度为950℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、CP2Mg与NH3,TMGa的流量为250sccm,CP2Mg的流量为200sccm,NH3的流量为20slm。掺杂空穴浓度8.0×1017cm-3。
将本实施例制备的外延片进行电致发光测试,如图4所示,发光主波长在395nm,为紫外光;图4为实施例1制备的紫外LED外延片(图形化Si衬底上非极性紫外LED)的电致发光图谱。
将本实施例制备的外延片制备成紫外LED芯片,其电学性能如光功率-电流及电压-电流性能如图5和6所示。图5为利用实施例1的图形化Si衬底上非极性紫外LED制备的紫外LED芯片的光功率电流曲线;图6为利用实施例1的图形化Si衬底上非极性紫外LED制备的紫外LED芯片的的电压电流曲线。
实施例2
生长在图形化Si(112)衬底上外延生长的非极性紫外LED的制备方法,包括以下步骤:
1)将Si(112)衬底用PECVD镀SiO2膜1000nm,将镀SiO2膜的衬底面进行光刻显影,掩模版图案为3μm×50μm的长方形,长方形相邻间距为5μm,光刻时将长方形的长边对准Si衬底的标记边;将光刻显影后的Si(112)衬底进行ICP刻蚀,在衬底表面刻蚀出3μm×50μm的长方形窗口,刻蚀深度为1000nm(SiO2膜刻蚀完全);将刻蚀后的Si(112)衬底放入质量浓度为40%的KOH溶液中腐蚀5min,腐蚀温度为40℃;将衬底放入乙醇中洗涤10分钟,去除表面有机物;将放入去离子水中室温下超声清洗10分钟,去除衬底表面粘污颗粒;清洗后的Si(112)衬底用高纯干燥氮气吹干;
2)将进行过处理的Si(112)衬底转移到MOCVD中,在衬底上低温外延一层厚度为1nm的预铺Al层,抑制界面反应:衬底温度为900℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为250sccm;
3)在步骤(2)得到的预铺Al层上生长一层厚度为300nm的非极性AlN成核层:衬底温度为1000℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为350sccm,NH3的流量为15slm;
4)在步骤(3)得到的非极性AlN薄膜上生长700nm的非极性AlGaN薄膜层:衬底温度1200℃,反应室压力为50Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMAl的流量为350sccm,TMGa的流量为100sccm,NH3的流量为15slm;
5)在步骤(4)得到的非极性AlGaN薄膜上生长1000nm的非极性非掺杂GaN层,工艺条件为:衬底温度为1100℃,反应室压力为200Torr,石墨盘转速为1200r/min,TMGa的流量为400sccm,NH3的流量为20slm;
6)在步骤(5)得到的非极性非掺杂GaN基础上生长3000nm的非极性n型掺杂GaN薄膜,工艺条件为:衬底温度为1100℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、NH3和SiH4,TMGa的流量为400sccm,SiH4的流量为120sccm,NH3的流量为20slm,掺杂电子浓度5.0×1018cm-3;
7)在步骤(6)得到的非极性n型掺杂GaN薄膜生长非极性InGaN/GaN量子阱,工艺条件为:垒层,衬底温度为800℃,反应室压力为200Torr,通入TEGa与NH3,TEGa的流量为400sccm,NH3的流量为25slm,厚度为10nm;阱层,衬底温度为800℃,反应室压力为200Torr,通入TEGa、TMIn与NH3,TEGa的流量为400sccm,TMIn的流量为50sccm,NH3的流量为30slm,厚度为4nm,垒阱层重复生长9个周期,第一层与最后一层均为垒层;
8)在步骤(7)得到的非极性InGaN/GaN量子阱生长350nm的非极性p型掺杂GaN薄膜,工艺条件为:衬底温度为950℃,反应室压力为200Torr,通入TMGa、CP2Mg与NH3,TMGa的流量为250sccm,CP2Mg的流量为200sccm,NH3的流量为20slm;掺杂空穴浓度8.0×1017cm-3。
本实施例制备的在图形化Si(112)衬底上外延生长的非极性紫外LED具有非常好光电性能,测试数据与实施例1相近,在此不再赘述。
本实用新型将衬底进行图形化处理的目的是为了在Si衬底(非(111),如:(112))上腐蚀出(111)晶面,从而在Si(112)衬底上外延出低维高质量非极性GaN薄膜。因为(112)面上直接外延非极性GaN薄膜是非常困难,并且GaN质量及其不好。所以将(112)衬底进行图形化处理,在(112)衬底腐蚀出(111)面,(111)为GaN的易生长面,因此GaN会在图形化衬底的凹槽里的(111)侧壁面上生长,但是其正向生长面为非极性面。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:包括图形化Si衬底以及非极性紫外LED;图形化Si衬底上设有若干凹槽,所述凹槽的纵截面中一侧壁为竖直的侧壁,凹槽的纵截面为倒三角形或倒梯形。
2.根据权利要求1所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:所述凹槽中有一面为Si(111)晶面,即与竖直侧壁相对的侧壁面;所述凹槽的横截面为四边形。
3.根据权利要求1所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:所述图形化Si衬底为图形化Si(112)晶面、图形化Si(100)晶面或图形化Si(1-10)晶面的衬底。
4.根据权利要求1~3任一项所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:由下到上依次包括图形化Si衬底,预铺Al层、AlN层、AlGaN层、u-GaN层、n-GaN层、量子阱层和p-GaN层。
5.根据权利要求4所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:所述量子阱层为InGaN/GaN量子阱。
6.根据权利要求4所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:所述凹槽与凹槽间的距离为1~5μm;凹槽的横截面为长方形,宽为2~10μm,长为10~100μm,凹槽的纵截面中竖直侧壁的长度为1~4.9μm。
7.根据权利要求4所述图形化Si衬底上非极性紫外LED,其特征在于:所述预铺Al层的厚度为1-1.5nm;AlN层的厚度为100-300nm;AlGaN层的厚度为400-900nm;u-GaN层的厚度为800-1000nm;n-GaN层的厚度为2000-4000nm;量子阱层为5-10个周期的InGaN阱层/GaN垒层,其中InGaN阱层的厚度为2-5nm;GaN垒层的厚度为5-15nm;p-GaN层的厚度为200-400nm。
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CN201820631067.9U CN208848922U (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种图形化Si衬底上非极性紫外LED |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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CN108538972A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 华南理工大学 | 一种图形化Si衬底上非极性紫外LED及其制备与应用 |
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2018
- 2018-04-28 CN CN201820631067.9U patent/CN208848922U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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