[發明專利]一種綠光發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201210109615.9
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102738333A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 顏建鋒;林桂榮;莊文榮
• 申請（專利權）人: 江蘇漢萊科技有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/06;H01L33/00
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1.一種綠光發光二極管，其特征在于綠光發光二極管結構從下到上為襯底（1）、本征層（2）、n-型層（3）、應力釋放層1（4）、缺陷過濾層及應力釋放層2（5）、綠光發光層（6）、電子阻擋層（7）、p-型層（8）。

2.權利要求1所述的綠光發光二極管，其特征在于其n-型層（3）與綠光發光層（6）之間是有兩層不同的應力釋放層組成。

3.權利要求2所述的綠光發光二極管，其特征在于應力釋放層1由InGaN阱層和GaN壘層組成。

4.權利要求3所述的綠光發光二極管，其特征在于InGaN/GaN量子阱生長溫度為780℃±25℃。

5.權利要求2所述的綠光發光二極管，其特征在于缺陷過濾層、應力釋放層2由n型Si摻雜的GaN層組成。

6.權利要求5所述的綠光發光二極管，其特征在于n型Si摻雜的GaN層生長溫度為810℃±25℃，摻雜濃度為-5.0E+18——-1.5E+19?cm^-3。

7.權利要求1所述的綠光發光二極管，其特征在于綠光發光層量子阱結構從下到上為InGaN、低溫保護層、GaN。

8.權利要求7所述的綠光發光二極管，其特征在于低溫保護層為GaN。

9.權利要求8所述的綠光發光二極管，其特征在于低溫保護層GaN的生長溫度為730℃±10℃。

10.權利要求1-9所述的綠光發光二極管的制備方法，采用MOCVD技術，利用高純NH3做N源，高純H2或者高純N2做載氣，三甲基鎵TMGa或三乙基鎵TEGa、三甲基銦TMIn?和?三甲基鋁TMAl分別做Ga源、In源和鋁源，利用硅烷SiH4、二茂鎂CP2Mg分別做n型Si摻雜源和p型Mg摻雜源，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一，在MOCVD反應室中把襯底加熱到1100℃以上，用H2或N2或者H2和N2的混合氣體作為載氣，高溫處理時間為200-2000秒；

步驟二，把襯底溫度降低到500-600℃，利用H2做為載氣，通入三甲基鎵TMGa或三乙基鎵TEGa和NH3生長20-40nm厚的GaN成核層；然后把襯底溫度升高到1000℃以上，利用H2做為載氣，外延生長1-2微米厚的非故意摻雜GaN層；然后把襯底溫度升高到1060℃以上，利用H2做為載氣，外延生長2-4微米厚的n型Si摻雜的GaN層，摻雜濃度控制在-5.0E+18——-1.5E+19?cm^-3；

步驟三，將襯底溫度降到780℃±25℃，利用N2做載氣，三乙基鎵TEGa做Ga源，在n型Si摻雜的GaN層上外延生長InGaN/GaN量子阱結構，此層可以是單異質結，也可以是多量子結構，更可以是超晶格結構，最終控制此層的光致發光PL譜的波長在445nm-475nm之間；

步驟四，將襯底溫度提高到810℃±25℃，利用N2做載氣，三乙基鎵TEGa做Ga源，繼續生長500埃以上厚度，摻雜濃度在-8.0E+16——2.5E+18?cm^-3的n型Si摻雜的GaN層；

步驟五，將襯底溫度降低到730℃±10℃，利用N₂做載氣，三乙基鎵TEGa做Ga源，相續外延生長InGaN、GaN低溫保護層、GaN的綠光發光層，其中InGaN層的厚度控制在25埃，GaN低溫保護層的生長溫度和InGaN層相同，厚度控制在10—100埃，?GaN的生長溫度控制在880℃±10℃，綠光發光層的光致發光PL譜的波長控制在520nm；

步驟六，將襯底溫度升高到900-950℃，在InGaN、GaN低溫保護層、GaN的綠光發光層量子阱層上生長30nm厚的Mg摻雜濃度在1.5E+21cm^-3的p型AlGaN電子阻擋層和150nm厚的Mg摻雜濃度在1.0E+21cm^-3的p型GaN層。

11.權利要求10所述的方法，其特征在于步驟一中高溫處理時間為880秒。

12.權利要求10所述的方法，其特征在于步驟三中光致發光PL譜的波長控制在465nm。

13.權利要求10所述的方法，其特征在于步驟三和步驟四的整體生長厚度控制在1500埃以上。