[發明專利]一種有P型超晶格的LED外延結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201310528744.6
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104600163A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 逯瑤;王成新;曲爽;馬旺;王志強
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種有P型超晶格的LED外延結構，由下至上依次包括襯底，成核層，緩沖層，n型GaN層，多量子阱發光層，第一P型GaN層，P型AlInN/GaN超晶格，第二P型GaN層；其中，

所述成核層是氮化鎵層、氮化鋁層或鋁鎵氮層之一，

所述緩沖層為非摻雜GaN層，

所述多量子阱發光層是由InGaN勢阱層和GaN勢壘層周期性交替疊加構成；

所述P型AlInN/GaN超晶格是由AlInN勢阱層和GaN勢壘層周期性交替重疊構成。

2.根據權利要求1所述的一種P型超晶格結構的LED外延結構，其特征在于，所述P型AlInN/GaN超晶格周期數為5-20。

3.根據權利要求1所述的一種P型超晶格結構的LED外延結構，其特征在于，AlInN/GaN超晶格中In組分為15-25at%。

4.根據權利要求1所述的一種P型超晶格結構的LED外延結構，其特征在于，所述P型AlInN/GaN超晶格中，單個周期的所述AlInN勢阱層的厚度為2-6nm，單個周期的所述GaN勢壘層的厚度為2-16nm，且每個周期AlInN和GaN超晶格的厚度為4-20nm。

5.一種權利要求1-4任一項所述的P型超晶格的LED外延結構的制作方法，包括以下步驟：

（1）將藍寶石或碳化硅襯底放入金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）設備的反應室中，在氫氣氣氛下加熱到1000-1150℃，處理5-15分鐘；

（2）在處理過的藍寶石或碳化硅襯底上生長氮化鎵、氮化鋁或者鋁鎵氮成核層；

（3）在上述成核層上生長非摻雜氮化鎵緩沖層、n型GaN層以及多量子阱發光層；

（4）在上述多量子阱發光層上生長P型結構，包括第一P型GaN層、P型AlInN/GaN超晶格、第二P型GaN層。所述P型AlInN/GaN超晶格為AlInN勢阱層和GaN勢壘層周期性交互重疊構成的P型超晶格。

6.如權利要求5所述的P型超晶格結構的LED外延結構的制作方法，其特征在于步驟（2）中，氮化鎵緩沖層生長溫度450-650℃，厚度10-50nm；氮化鋁和鋁鎵氮緩沖層，生長溫度800-1150℃，厚度50-200nm。

7.如權利要求5所述的P型超晶格結構的LED外延結構的制作方法，其特征在于步驟（3）中，非摻雜氮化鎵層生長溫度為1000-1100℃，厚度為1-2μm；n型GaN層生長溫度為1000-1105℃，厚度為2-2.5μm；多量子阱發光層的厚度為50-360nm，由5-16個周期的InGaN勢阱層和GaN勢壘層交互疊加構成；單個周期的所述InGaN勢阱層的厚度為2-20nm，單個周期的所述GaN勢壘層的厚度為5-26nm。

8.如權利要求5所述的P型超晶格結構的LED外延結構的制作方法，其特征在于步驟（4）中，第一P型層和第二P型層生長溫度均為850-1100℃；第一P型GaN層的厚度為55-65nm，第二P型GaN層厚度為60-100nm。

9.如權利要求5所述的P型超晶格結構的LED外延結構的制作方法，其特征在于步驟（4）中，AlInN/GaN超晶格層生長溫度為750-850℃，生長壓力為100-800torr；生長過程中，反應室氣氛為氮氫混合氣，其中，氫氣所占的提及比為5%-15%；AlInN/GaN超晶格中In組分為15-25at%。

10.權利要求1-4任一項所述的P型超晶格的LED外延結構，用于制備氮化鎵基發光二極管，提高器件的發光效率。