[發(fā)明專利]一種提高GaN基LED有源區(qū)發(fā)光效率的外延生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410106466.X
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103872194B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安神光皓瑞光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

1.一種提高GaN基LED有源區(qū)發(fā)光效率的外延生長方法，其中包括如下步驟：

（1）在藍(lán)寶石襯底上生長一層低溫GaN緩沖層；

（2）生長一層高溫未摻雜的GaN；

（3）生長一層高溫?fù)诫s硅烷的n型GaN層；

（4）依次生長多個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)，作為LED的發(fā)光層；以1-2個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)為一個單元，各單元的阱層厚度不變，壘層厚度依次梯度減小；

在各個單元依次生長的過程中，相鄰單元之間均插入生長有若干周期的小于2nm的超薄GaN/InGaN周期結(jié)構(gòu)；

（5）生長一層高溫?fù)诫s鎂的p型AlGaN層；

（6）生長一層高溫?fù)诫s鎂的GaN層；

（7）退火。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于：第一個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)中，壘層為12nm，阱層為3nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外延生長方法，其特征在于：在步驟（3）與步驟（4）之間，還進(jìn)行生長一層高溫?fù)诫s硅烷的n型InGaN層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外延生長方法，其特征在于：生長的高溫?fù)诫s硅烷的n型InGaN層厚度為30nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外延生長方法，其特征在于：所述多個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)，共有5-12個周期；相鄰單元之間插入生長2-5個周期的超薄層GaN/InGaN。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外延生長方法，其特征在于：1個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)即為一個單元。

7.一種GaN基LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括依次生長的以下各層：

藍(lán)寶石襯底；

GaN緩沖層；

未摻雜的GaN；

摻雜硅烷的n型GaN層；

多個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)，作為LED的發(fā)光層；以1-2個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)為一個單元，各單元的阱層厚度不變，壘層厚度依次梯度減小；另外，相鄰單元之間均插入生長有若干周期的小于2nm的超薄GaN/InGaN周期結(jié)構(gòu)；

摻雜鎂的p型AlGaN層；

摻雜鎂的GaN層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的GaN基LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：在摻雜硅烷的n型GaN層與LED的發(fā)光層之間，還具有一層摻雜硅烷的n型InGaN層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的GaN基LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：LED的發(fā)光層中第一個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)中，壘層為12nm，阱層為3nm；摻雜硅烷的n型InGaN層厚度為30nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的GaN基LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述多個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)，共有5-12個周期；每個周期的GaN/InGaN的量子阱壘結(jié)構(gòu)之間均生長2-5個周期的超薄層GaN/InGaN。