[發明專利]復式多量子阱發光層結構的生長方法及LED 外延結構

有效

• 申請號: 201310293483.4
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103346219A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張宇
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄭雋

1.一種復式多量子阱發光層結構的生長方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

A、將溫度控制在710-750℃，反應室壓力控制在300-400mbar，通入In的流量為1500-1700sccm，生長摻雜In的2.7-3.5nm的In_xGa_（1-x）N阱層，x=0.20-0.22；

B、保持溫度和壓力不變，通入In的流量為300-450sccm，生長摻雜In的0.5-1.0nm的In_zGa_（1-z）N阱層，z=0.04-0.08，

C、保持壓力不變，升溫至810-840℃，通入Al的流量為30-50sccm，通入In的流量為800-1000sccm，生長4-6nm的摻雜Al、In的Al_x1In_x2Ga_{（1-x1-x2）}N磊層，x₁=0.04-0.05，x₂=0.10-0.12；

D、重復步驟A、B；

E、保持壓力不變，升溫至810-840℃生長10-12nm的GaN磊層；

F、重復步驟A、B、C、D、E6-8次，直至阱發光層的總體厚度達到162-216nm。

2.根據權利要求1所述的一種復式多量子阱發光層結構的生長方法，其特征在于，所述步驟A之前包括步驟：

S1、1000-1100℃的氫氣氣氛下，反應室壓力為150-200mbar，處理藍寶石襯底4-5分鐘；

S2、降溫至540-570℃，反應室壓力控制在450-600mbar，在藍寶石襯底上生長厚度為30-50nm的低溫緩沖層GaN；

S3、升高溫度到950-1050℃，反應室壓力控制在450-600mbar，持續生長2.5-3.0um的不摻雜GaN；

S4、保持溫度不變，反應室壓力控制在200-400mbar，接著持續生長3.5-4.5μm摻雜Si的N型GaN，Si的摻雜濃度控制在8E+18-1E19atom/cm³。

3.根據權利要求1所述的一種復式多量子阱發光層結構的生長方法，其特征在于，所述步驟F之后包括步驟：

D1、升高溫度到900-950℃，反應室壓力控制在150-300mbar，持續生長30-40nm摻Al、In的P型In_yAl_（1-y）GaN層，y=0.08-0.12；

D2、升高溫度到1000-1100℃，反應室壓力控制在200-600mbar，持續生長60-90nm摻Mg的P型GaN層，Mg的摻雜濃度控制在3E+18-4E18atom/cm³；

D3、降溫至650-700℃，保溫20-30min后，爐內冷卻。

4.一種LED外延結構，其特征在于，所述LED外延結構的阱發光層包括6-8個單元層，每一單元層從下至上依次包括：

第一阱層，所述第一阱層為摻雜2.7-3.5nmIn的In_xGa_（1-x）N阱層，x=0.20-0.22；

第二阱層，所述第二阱層為摻雜0.5-1.0nmIn的In_zGa_（1-z）N阱層，z=0.04-0.08；

第一磊層，所述第一磊層為摻雜4-6nm的Al、In的Al_x1In_x2Ga_{（1-x1-x2）}N磊層，x₁=0.04-0.05，x₂=0.10-0.12；

第一阱層，所述第一阱層為摻雜2.7-3.5nmIn的In_xGa_（1-x）N阱層，x=0.20-0.22；

第二阱層，所述第二阱層為摻雜0.5-1.0nmIn的In_zGa_（1-z）N阱層，z=0.04-0.08；

第二磊層，所述第二磊層為10-12nm的GaN磊層。