[發明專利]一種綠光氮化物LED外延片及其生長方法

無效

• 申請號: 201210429419.X
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102969417A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李盼盼;李鴻漸;李志聰;李璟;王國宏
• 申請（專利權）人: 揚州中科半導體照明有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

1.一種綠光氮化物LED外延片，包括依次設置在襯底上的低溫緩沖層、非故意摻雜的GaN層、N型電子注入層、N型InGaN/GaN插入層、多量子阱有源區、p-AlGaN電子阻擋層、P型空穴注入層和接觸層，所述多量子阱有源區包括4至20個量子阱有源區，每個量子阱有源區包括量子壘、量子阱和cap層，其特征在于在每個量子阱有源區的量子壘與量子阱之間設置一層In組分含量較低的In_xGa_(1-x)N材料層，組分x為3%~10%；在最后一個量子阱有源區的cap層上設置量子壘，在所述量子壘與p-AlGaN電子阻擋層之間設置空穴注入層。

2.根據權利要求1所述綠光氮化物LED外延片，其特征在于所述在量子壘與p-AlGaN電子阻擋層的空穴注入層為一層p型InGaN?材料。

3.根據權利要求1所述綠光氮化物LED外延片，其特征在于所述在量子壘與p-AlGaN電子阻擋層的空穴注入層為成對的p型InGaN/GaN超晶格材料。

4.如權利要求1所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，包括在襯底上依次生長低溫緩沖層、非故意摻雜的GaN層、N型電子注入層、N型InGaN/GaN插入層和由4至20個量子阱有源區組成的多量子阱有源區，每個量子阱有源區包括量子壘、量子阱和cap層；在p-AlGaN電子阻擋層上依次生長P型空穴注入層和接觸層；其特征在于在生長多量子阱有源區時于在每個量子阱有源區的量子壘與量子阱之間生長一層In組分含量較低的InGaN材料層；在最后一個量子阱有源區的cap層上生長量子壘，在所述量子壘上生長空穴注入層，在空穴注入層上生長p-AlGaN電子阻擋層。

5.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在各量子壘的生長時，采用三甲基鎵作為Ga源與NH₃進行生長，生長的溫度條件為800～1000℃、壓力條件為290～420mbar，并采用SiH₄為Si源，對量子壘進行n型摻雜，摻雜濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3；生長的量子壘的厚度為8～18nm。

6.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在各量子壘與量子阱之間的所述InGaN材料層生長時，采用三乙基鎵作為Ga源，三甲基銦作為In源，所述In源占Ga源和In源總體積的0.1%~10%，生長的溫度條件為650～750℃、壓力條件為290～420mbar；生長的InGaN材料層厚度為2～8nm。

7.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在各量子阱生長時，采用三乙基鎵作為Ga源，三甲基銦作為In源，所述In源占Ga源和In源總體積的20～50%，生長的溫度條件為650～750℃、壓力條件為290～420mbar；生長的量子阱的厚度為2～8nm。

8.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在各cap層的生長時，采用三甲基鎵與NH₃進行生長，生長的溫度條件為650～750℃、壓力條件為290～420mbar，并采用SiH₄為Si源對量子壘進行n型摻雜，摻雜濃度為5×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3；生長的cap層厚度為2～8nm。

9.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在所述空穴注入層生長時，采用三甲基鎵作為Ga源，三家基銦作為In源，CP₂Mg作為Mg源，其中，所述Mg源占Ga源、In源和Mg源總體積的1×10¹⁹～2×10²⁰cm^-3，所述In源占Ga源、In源和Mg源總體積的0~10%；生長的溫度條件為650～900℃、壓力條件為200～400mbar；生長成厚度為10～60nm的一單層p型InGaN?材料。

10.根據權利要求4所述綠光氮化物LED外延片的生長方法，其特征在于在所述空穴注入層生長時，采用三甲基鎵作為Ga源，三甲基銦作為In源，CP₂Mg作為Mg源，其中，所述Mg源占Ga源、In源和Mg源總體積的1×10¹⁹～2×10²⁰cm^-3，所述In源占Ga源、In源和Mg源總體積的0~10%；生長的溫度條件為650～900℃、壓力條件為200～400mbar；生長成2～20對p型InGaN/GaN超晶格材料，每對中，InGaN?的厚度為0.5～8nm，GaN?的厚度為1～15nm。