低电压Micro-LED外延片及其制备方法、Micro-LED与流程
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种低电压micro-led外延片及其制备方法、micro-led。
背景技术：
1、微型led的各项性能均优于lcd、oled等现有显示技术，因此被认为是最具有竞争优势的下一代显示技术。根据芯片尺寸来划分，微型led显示通常划分为两大领域：芯片尺寸在100μm~200μm之间的mini-led；芯片尺寸在100μm以下的micro-led。micro-led的面积较小，对电流扩展要求较高，否则在外加电流的情况极易因电流拥堵效应导致芯片电压升高，甚至烧毁，影响micro-led的老化性能及发光一致性，另外由于传统p型接触层的禁带宽度较低，较容易吸收micro-led发出的光，导致micro-led的光提取效率较低。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低电压micro-led外延片及其制备方法，其可降低工作电压，且提升光提取效率。
2、本发明还要解决的技术问题在于，提供一种micro-led。
3、为了解决上述问题，本发明提供了一种低电压micro-led外延片，其包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层、p型gan层和p型接触层；
4、其中，所述p型接触层包括依次层叠于所述p型gan层上的多孔alinn层、二维p型bgan层、aln粗化层、p型bingan纳米团簇层和p型alingan粗化层；
5、其中，所述多孔alinn层通过h2刻蚀alinn层制得，所述p型alingan粗化层通过n2粗化p型alingan层制得。
6、作为上述技术方案的改进，所述alinn层的厚度≤10nm，所述二维p型bgan层的厚度≥15nm，以使所述二维p型bgan层填平所述多孔alinn层中的孔洞。
7、作为上述技术方案的改进，所述alinn层的厚度为1nm~10nm，其in组分占比为0.01~0.1；和/或
8、所述二维p型bgan层的厚度为15nm~40nm，其b组分占比为0.01~0.1，p型掺杂浓度为5×1018cm-3~5×1019cm-3。
9、作为上述技术方案的改进，所述aln粗化层的厚度为0.5nm~5nm；
10、所述aln粗化层的生长温度≤1000℃，生长压力≥400torr，以形成粗化结构。
11、作为上述技术方案的改进，所述p型bingan纳米团簇层中p型掺杂浓度为5×1019cm-3~5×1020cm-3，其b组分占比为0.01~0.1，in组分占比为0.02~0.12，厚度为2nm~5nm；
12、所述p型bingan纳米团簇层的生长温度≤1000℃，生长压力≥400torr，以形成纳米团簇。
13、作为上述技术方案的改进，所述p型alingan层的厚度为5nm~10nm，其al组分占比为0.01~0.1，in组分占比为0.01~0.08，其p型掺杂浓度为5×1020cm-3~5×1021cm-3；
14、所述p型alingan层生长结束后，在n2气氛中，700℃~800℃下退火5min~10min，以形成所述p型alingan粗化层。
15、相应地，本发明还公开了一种低电压micro-led外延片的制备方法，用于制备上述的低电压micro-led外延片，其包括：
16、提供衬底，在衬底上依次生长缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层、p型gan层和p型接触层；
17、其中，所述p型接触层包括依次层叠于所述p型gan层上的多孔alinn层、二维p型bgan层、aln粗化层、p型bingan纳米团簇层和p型alingan粗化层；
18、其中，所述多孔alinn层通过h2刻蚀alinn层制得，所述p型alingan粗化层通过n2粗化p型alingan层制得。
19、作为上述技术方案的改进，所述alinn层的生长温度为800℃~900℃，生长压力为50torr~300torr；和/或
20、所述二维p型bgan层的生长温度为900℃~1000℃，生长压力为50torr~300torr；和/或
21、所述aln粗化层的生长温度为800℃~950℃，生长压力为400torr~600torr；和/或
22、所述p型bingan纳米团簇层的生长温度为900℃~1000℃，生长压力为400torr~600torr；和/或
23、所述p型alingan层的生长温度为900℃~1000℃，生长压力为100torr~300torr。
24、作为上述技术方案的改进，所述alinn层生长结束后，在h2气氛中，850℃~1050℃下刻蚀处理10s~50s。
25、相应地，本发明还公开了一种micro-led，其包括上述的低电压micro-led外延片。
26、实施本发明，具有如下有益效果：
27、本发明一实施例中的低电压micro-led外延片中，p型接触层包括依次层叠的多孔alinn层、二维p型bgan层、aln粗化层、p型bingan纳米团簇层和p型alingan粗化层，多孔alinn层的多孔结构可提升光提取效率；二维p型bgan层可提升电流的扩展能力，减少漏电；aln粗化层则主要用以在二维p型bgan层上形成粗化结构，提升光提取效率。p型bingan纳米团簇层中分布的多个纳米团簇可作为电流扩展的桥接点，提升电流扩展能力，减少电流集聚，降低电阻，降低工作电压。p型alingan粗化层不仅进一步提升了光提取效率，而且其功函数相对较低，可与金属电极形成良好的欧姆接触，降低工作电压。综上，基于本实施例的p型接触层结构，可有效提升电流扩展能力，降低工作电压，而且可提升光提取效率，提升发光效率。
技术特征：
1.一种低电压micro-led外延片，其特征在于，包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层、p型gan层和p型接触层；
2. 如权利要求1所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，所述alinn层的厚度≤10nm，所述二维p型bgan层的厚度≥15nm，以使所述二维p型bgan层填平所述多孔alinn层中的孔洞。
3.如权利要求1或2所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，所述alinn层的厚度为1nm~10nm，其in组分占比为0.01~0.1；和/或
4.如权利要求1所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，所述aln粗化层的厚度为0.5nm~5nm；
5.如权利要求1所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，所述p型bingan纳米团簇层中p型掺杂浓度为5×1019cm-3~5×1020cm-3，其b组分占比为0.01~0.1，in组分占比为0.02~0.12，厚度为2nm~5nm；
6.如权利要求1所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，所述p型alingan层的厚度为5nm~10nm，其al组分占比为0.01~0.1，in组分占比为0.01~0.08，其p型掺杂浓度为5×1020cm-3~5×1021cm-3；
7.一种低电压micro-led外延片的制备方法，用于制备如权利要求1~6任一项所述的低电压micro-led外延片，其特征在于，包括：
8. 如权利要求7所述的低电压micro-led外延片的制备方法，其特征在于，所述alinn层的生长温度为800℃~900℃，生长压力为50torr~300torr；和/或
9.如权利要求7所述的低电压micro-led外延片的制备方法，其特征在于，所述alinn层生长结束后，在h2气氛中，850℃~1050℃下刻蚀处理10s~50s。
10.一种micro-led，其特征在于，包括如权利要求1~6任一项所述的低电压micro-led外延片。
技术总结
本发明公开了一种低电压Micro‑LED外延片及其制备方法、Micro‑LED，涉及半导体光电器件领域。低电压Micro‑LED外延片依次包括衬底、缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层；其中，所述P型接触层包括依次层叠于所述P型GaN层上的多孔AlInN层、二维P型BGaN层、AlN粗化层、P型BInGaN纳米团簇层和P型AlInGaN粗化层；其中，所述多孔AlInN层通过H<subgt;2</subgt;刻蚀AlInN层制得，所述P型AlInGaN粗化层通过N<subgt;2</subgt;粗化P型AlInGaN层制得。实施本发明，可降低工作电压，且提升光提取效率，进而提升发光效率。
技术研发人员：胡加辉,郑文杰,高虹,刘春杨,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5