[发明专利]一种具有导电DBR的GaN基LED的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有导电DBR的GaN基LED及其制备方法，属于LED领域，包括衬底，衬底的上表面依次生长有缓冲层、非故意掺杂GaN层、n型掺杂GaN层，n型掺杂GaN层上生长制作有多孔导电DBR层，在多孔导电DBR层上表面依次生长有n型半导体层、MQW有源层、p型半导体层和透明导电层；n型掺杂GaN层上表面的裸露部分设有n电极，透明导电层上设有p电极；多孔导电DBR层为制备透明导电层后经电化学腐蚀后形成的交替堆叠的高孔洞率多孔GaN层与低孔洞率多孔GaN层。本发明通过电化学选择性腐蚀形成多孔GaN/GaN导电DBR结构，提高发光二极管产品的发光效率，降低工艺难度和制作成本。

技术领域

本发明涉及一种具有导电DBR的GaN基LED的制备方法，属于LED技术领域。

背景技术

由于照明、显示和医疗等光电子和电力电子领域的应用更加广泛，三族氮化物宽禁带半导体材料和器件成为世界各国争相抢占的新一代领域。而随着上世纪九十年代，第一个蓝光LED的诞生，发光二极管技术有了飞速的发展。LED由于具有体积小、成本低、单色性好、高效率等特点，在照明、显示和光通讯领域的应用前景广阔，是最新最好的光源技术，也是新一代电子信息技术-光电子领域研究的热点。

实现GaN基LED主要研究工作集中在提高其发光效率，降低成本上。采用DBR结构提高LED的发光效率是一种非常有效的手段。一种方法是通过外延生长AlGaN/GaN或AlInN/GaNDBR结构；另一种方法是通过衬底移除和研磨抛光技术，采用介质DBR结构。通过外延生长技术制备的器件，往往需要很长的生长时间，或者由于晶格不匹配引起的应力导致DBR开裂；通过激光剥离、键合以及抛光工艺制备光电器件则由于衬底抛光减薄工艺非常难以控制。所以目前为止由于缺乏晶格匹配的材料制备导电高反射率DBR，均匀电流注入和光学模有效限制结构设计困难，以及工艺复杂难以控制，因此很有必要研制高反射率导电DBR和优化LED结构设计和工艺，克服制约其应用的瓶颈。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有导电DBR的GaN基LED及其制备方法，通过电化学选择性腐蚀形成多孔GaN/GaN导电DBR结构，制备具有多孔GaN/GaN导电DBR结构的LED，提高发光二极管产品的发光效率，降低工艺难度和制作成本。

本发明采用以下技术方案：

一种具有导电DBR的GaN基LED，包括衬底，所述衬底的上表面依次生长有缓冲层、非故意掺杂GaN层、n型掺杂GaN层，所述n型掺杂GaN层上表面部分裸露，所述n型掺杂GaN层上生长制作有多孔导电DBR层，在多孔导电DBR层上表面依次生长有n型半导体层、MQW有源层、p型半导体层和透明导电层；

所述n型掺杂GaN层上表面的裸露部分设有n电极，所述透明导电层上设有p电极；

所述多孔导电DBR层为制备透明导电层后经过电化学腐蚀后形成的交替堆叠的高孔洞率多孔GaN层与低孔洞率多孔GaN层，高孔洞率多孔GaN层和低孔洞率多孔GaN层分别由重掺杂GaN层和轻掺杂GaN层通过选择性电化学腐蚀得到。

重掺杂GaN层和轻掺杂GaN层的掺杂剂为硅或锗，重掺杂GaN层的掺杂浓度为5×10¹⁸～1×10²⁰cm^-3，优选为1×10¹⁹cm^-3，轻掺杂GaN层的掺杂浓度为1×10¹⁶～5×10¹⁸cm^-3，优选为5×10¹⁶cm^-3。

高孔洞率指孔洞率在30％以上，低孔洞率指孔洞率在20％以下(包括0，即无孔洞)，本发明的孔洞为空气孔洞(半导体掺杂后经电化学腐蚀形成孔洞，孔洞中充满空气)，空气孔洞的引入将使多孔GaN层间产生一定的折射率差。