本发明专利技术提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，属于以Si作为衬底生长GaN基LED的技术领域；所要解决的技术问题是提供一种能够提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法；采用的技术方案为：提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，按以下步骤进行：第一步、用SiO2作为衬底的底层；第二步、用Si作为衬底的第二层；第三步：在Si层上生长GaN层；本发明专利技术利用GaN、Si和SiO2这几种不同材料的界面反射效应，减少衬底材料对蓝绿光的吸收，提高了LED的出光效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，属于以Si作为衬底生长GaN基 LED的
技术介绍
衬底是半导体照明产业技术发展的基石，衬底材料决定了器件的性能指标。由于技术难度大，全球只有Cree和日亚化学等少数企业具备研制衬底材料的能力，其中Cree主要做SiC衬底，日亚化学主要做蓝宝石衬底。目前用于批量生产GaN外延片的衬底材料仅有蓝宝石和碳化硅衬底，其它诸如Si、ZnO衬底还处于研发或小批量生产阶段。用Si作为衬底生长GaN基LED是业界寄予厚望的一个技术路径，它和现有微电子工艺接轨，无需巨大的设备开发成本；大尺寸衬底还可以进一步提高相对于蓝宝石和碳化硅衬底的价格优势；可以直接和现有硅基光电子探测器和MEMS集成。但是目前存在材料失配引起龟裂、发光效率低、工作电压高、可靠性差等困难，一直没有得到大规模生产。另外硅材料对于蓝绿光的强烈吸收导致了硅基LED出光效率低下，也是影响Si作为LED衬底材料的一个主要因素。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种能够提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，按以下步骤进行第一步、用SiO2作为衬底的底层，SiO2层的厚度的计算公式为-A = (2气+1)义，其2fh k中λ为蓝绿光的波长，η2为SiO2的折射率，k为整数。第二步、用Si作为衬底的第二层，Si层的厚度的计算公式为A = (2气+1)义，其2ni k中λ为蓝绿光的波长，H1为Si的折射率，k为整数。第三步在Si层上生长GaN层。所述的SiA层和Si层均为多层，多层SiO2层和多层Si层间隔设置，最底层为SiA 层，最顶层为Si层，GaN层设置在最顶层的Si层上方。所述Si层的最小厚度为77. 485nm 84. 795nm,所述SW2层的最小厚度为 172. 078nm 188. 312nm。所述Si层的最小厚度为80. 409nm，所述SW2层的最小厚度为178. 571nm。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术利用GaN、Si和S^2这几种不同材料的界面反射效应，减少衬底材料对蓝绿光的吸收，提高了 LED的出光效率，为大规模的利用Si作为LED外延衬底材料奠定了基3础。而用Si作为GaN材料的衬底有许多优点，如晶体品质高，尺寸大，成本低，易加工，具有良好的导电性、导热性和热稳定性等。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术所述方法的一种实施例。图2为本专利技术所述方法的另一种实施例。具体实施例方式如图1、图2所示，本专利技术提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，按以下步骤进行第一步、用SiO2作为衬底的底层，SiO2层3的厚度的计算公式为权利要求1.提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，其特征在于按以下步骤进行第一步、用SiO2作为衬底的底层，SiO2层(3)的厚度的计算公式为:d2 = (2气+ μ，其2^ k中λ为蓝绿光的波长，η2为SiO2的折射率，k为整数。第二步、用Si作为衬底的第二层，Si层O)的厚度的计算公式为A = (2\+ι)λ，其2wI k中λ为蓝绿光的波长，H1为Si的折射率，k为整数。 第三步在Si层上生长GaN层⑴。2.根据权利要求1所述的提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，其特征在于所述的SiO2层(3)和Si层⑵均为多层，多层SiO2层(3)和多层Si层⑵间隔设置，最底层为SiO2层(3)，最顶层为Si层(2)，GaN层(1)设置在最顶层的Si层上方。3.根据权利要求1或2所述的提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，其特征在于所述Si层O)的最小厚度为77. 485nm 84. 795nm,所述SiO2层(3)的最小厚度为 172. 078nm 188. 312nm。4.根据权利要求3所述的提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，其特征在于所述Si层(2)的最小厚度为80. 409nm，所述SiO2层(3)的最小厚度为178. 571nm。全文摘要本专利技术提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，属于以Si作为衬底生长GaN基LED的
；所要解决的技术问题是提供一种能够提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法；采用的技术方案为提高硅衬底上蓝绿光LED出光效率的方法，按以下步骤进行第一步、用SiO2作为衬底的底层；第二步、用Si作为衬底的第二层；第三步在Si层上生长GaN层；本专利技术利用GaN、Si和SiO2这几种不同材料的界面反射效应，减少衬底材料对蓝绿光的吸收，提高了LED的出光效率。文档编号H01L33/00GK102270711SQ20111020955公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日专利技术者张彦伟, 张志成, 秦海滨, 郭强 申请人:山西天能科技股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．提高硅衬底上蓝绿光ＬＥＤ出光效率的方法，其特征在于：按以下步骤进行：第一步、用ＳｉＯ２作为衬底的底层，ＳｉＯ２层（３）的厚度的计算公式为：其中：λ为蓝绿光的波长，ｎ２为ＳｉＯ２的折射率，ｋ为整数。第二步、用Ｓｉ作为衬底的第二层，Ｓｉ层（２）的厚度的计算公式为：其中：λ为蓝绿光的波长，ｎ１为Ｓｉ的折射率，ｋ为整数。第三步：在Ｓｉ层上生长ＧａＮ层（１）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：秦海滨，张志成，郭强，张彦伟，
申请(专利权)人：山西天能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：14
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