[發明專利]一種具有新型量子阱結構的LED及其制作方法

有效

• 申請號: 201410207376.X
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103985798B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 羅長得;葉國光;林振賢;劉洋
• 申請（專利權）人: 廣東德力光電有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有新型量子阱結構的LED，包括襯底和在襯底上形成的外延層結構，其特征在于：所述的外延層結構包括有發光層多量子阱，發光層多量子阱的阱層和壘層均由單一組分InGaN、漸變形組分InGaN、臺階形組分InGaN、凹形組分InGaN、凸形組分InGaN、δ型組分InGaN中的一種或多種組合而成；所述的外延層結構包括依次生長的第一緩沖層、本征GaN緩沖層、Si摻雜的n型GaN層、發光層多量子阱、第一p型GaN層、p型電子阻擋層和鎂摻雜P型GaN層；所述的發光層多量子阱中，阱層厚度為1-4nm，壘層厚度為3-30nm；所述單一組分InGaN為In_xGa_1-xN，x的值為固定值；所述漸變型組分InGaN為In_xGa_1-xN，x的值均勻增大或均勻減小；所述臺階形組分InGaN為In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN，x的值大于y的值或者x的值小于y的值；所述凹形組分InGaN為In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN/In_xGa_1-xN，x、y的值固定，同時x的值大于y的值；所述凸形組分InGaN為In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN/In_xGa_1-xN，x、y的值固定，同時x的值小于y的值；所述δ型組分InGaN為In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN/In_xGa_1-xN，x、y的值固定，同時x的值小于y的值，且中間的In_yGa_1-yN層很薄或者兩側的In_xGa_1-xN層很薄，每層均小于1nm；上述組分中，均有0<x<1及0<y<1；

所述發光層多量子阱自左向右的厚度方向上共生長有七個壘和六個阱；第一、第二和第三個量子阱的壘均具有向外凸起結構，為凸型組分壘，第四、第五和第六個量子阱均具有向內凹入結構，為凹型組分壘；或者第一、第二、第三、第四個量子阱均具有內斜面結構，為漸變型組分量子阱，第五、第六個量子阱均為厚度較薄的內臺階結構，為δ型組分量子阱。

2.一種用于制備權利要求1所述的具有新型量子阱結構的LED的制作方法，包括襯底和在襯底上采用MOCVD方法生長的外延層結構，其特征在于：所述的生長步驟包括：

S1首先在400-600℃下在襯底上生長15-50nm的GaN緩沖層或在600-1000℃下在襯底上生長10-60nm的AlN緩沖層，再在900-1200℃下生長1.5-4um的本征GaN層，所述本征GaN層為非摻雜或低摻雜濃度的GaN層，然后在900-1200℃下生長1.5-4um的Si摻雜GaN層；

S2生長發光層多量子阱結構，包括如下子步驟：

S2.1生長壘層：將生長溫度設定在700-900℃，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵、三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁，生長時間為20-600s，多量子阱中的In含量和Al含量依據生長結構改變其In源流量、Al源流量、生長溫度和生長壓力來實現；

S2.2生長阱層：將生長溫度設定在700-900℃，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁，生長時間為20-600s，多量子阱中的In含量和Al含量可依據生長結構改變其In源流量、Al源流量、生長溫度和生長壓力來實現；

S2.3交替生長阱層和壘層，生長2-30個周期的多量子阱；

S3將生長溫度設定在800-900℃，生長第一p型GaN層，接著在800-1200℃下生長10-200nm的鎂摻雜AlGaN層或超晶格層，再生長50-500nm的鎂摻雜P型GaN層；所述的外延層結構包括依次生長的第一緩沖層、本征GaN緩沖層、Si摻雜的n型GaN層、發光層多量子阱、第一p型GaN層、p型電子阻擋層和鎂摻雜P型GaN層；所述的發光層多量子阱的阱層和壘層均由單一組分InGaN、漸變形組分InGaN、臺階形組分InGaN、凹形組分InGaN、凸形組分InGaN、δ型組分InGaN中的一種或多種組合而成。