[發(fā)明專利]一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410063659.1
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103855263A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀龍飛;陳志濤;劉寧煬;趙維;張志清;張康;王巧;張娜;范廣涵
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00;H01S5/343
• 代理公司: 廣東世紀專利事務(wù)所 44216
• 代理人: 千知化

1.一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片，其結(jié)構(gòu)由襯底（1）、低溫緩沖層（2）、非摻雜氮化鎵層（3）、n型氮化鎵層（4）、量子阱層（5）、p型鋁鎵氮層（6）、p型氮化鎵層（7）、高摻雜p型氮化鎵層（8）和高摻雜n型氮化鎵層（10）組成，其特征在于在高摻雜p型氮化鎵層（8）和高摻雜n型氮化鎵層（10）之間有一非摻雜的銦鋁氮層（9），高摻雜p型氮化鎵層（8）、非摻雜的銦鋁氮層（9）和高摻雜n型氮化鎵層（10）共同組成一個極化隧道結(jié)，極化隧道結(jié)的厚度小于20nm?。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片，其特征在于極化隧道結(jié)中間的銦鋁氮層（9）中的In的質(zhì)量含量在10~40%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片，其特征在于極化隧道結(jié)中間的銦鋁氮層（9）中的In的質(zhì)量含量在14~22%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片，其特征在于襯底（1）為藍寶石、硅或SiC。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片，其特征在于量子阱層（5）由單量子阱或多量子阱組成，多量子阱內(nèi)部的周期數(shù)目小于60。

6.權(quán)利要求1所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片的制備方法，是通過MOCVD設(shè)備進行外延生長，其特征在于步驟如下：

1）采用MOCVD設(shè)備在襯底（1）上首先生長低溫緩沖層（2），生長溫度500~600℃，厚度為10~100nm；

2）在低溫緩沖層（2）上生長非摻雜氮化鎵層（3），生長溫度950~1250℃，厚度為0.1~10μm；

3）在非摻雜氮化鎵層（3）上生長n型氮化鎵層（4），生長溫度950~1250℃，厚度為0.4~10μm；

4）在n型氮化鎵層（4）上生長量子阱層（5），量子阱的材料為單個或者多個InGaN/GaN周期，生長溫度500~1000℃，厚度為10~500nm；

5）在量子阱層（5）上生長p型鋁鎵氮層（6），生長溫度900~1000℃，厚度10~200nm；

6）在p型鋁鎵氮層（6）上生長p型氮化鎵層（7），生長溫度900~1000℃，厚度50~300nm；

7）在p型氮化鎵層（7）上生長高摻雜p型氮化鎵層（8），接著生長非摻雜的銦鋁氮層（9），再生長高摻雜n型氮化鎵層（10），所述三層的厚度均小于20nm，生長溫度900~1000℃，由高摻雜p型氮化鎵層（8）、非摻雜銦鋁氮層（9）和高摻雜n型氮化鎵層（10）組成極化隧道結(jié)。

7.權(quán)利要求6所述的一種具有極化隧道結(jié)的GaN基LED外延片的制備方法，其特征在于在高摻雜n型氮化鎵層（10）再生長0.1~5μm的n型氮化鎵層（4）。