[發明專利]一種量子阱結構、一種LED外延結構及其生長方法

有效

• 申請號: 201610486136.7
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106098883B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 曹志芳;趙霞焱;徐現剛
• 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;H01L33/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種量子阱結構,其特征在于，包括多個量子阱單元，所述量子阱單元包括由下至上依次設置InGaN淺壘層、GaN量子壘層、第一InGaN淺阱層、InGaN量子阱層、第二InGaN淺阱層。

2.根據權利要求1所述的一種量子阱結構,其特征在于，所述量子阱單元的厚度為0.12-0.3μm；所述InGaN淺壘層的厚度為0.06-0.15μm；所述GaN量子壘層的厚度為0.01-0.02μm；所述第一InGaN淺阱層的厚度為0.02-0.04μm；所述InGaN量子阱層的厚度為0.01-0.05μm；所述第二InGaN淺阱層的厚度為0.02-0.04μm；所述量子阱結構包括12-16個所述量子阱單元。

3.一種LED外延結構，其特征在于，包括由上至下依次設置的襯底、N型GaN層、權利要求1或2所述量子阱結構、P型GaN層。

4.根據權利要求3所述的一種LED外延結構，其特征在于，所述N型GaN層的厚度為3-4μm，所述P型GaN層的厚度為60-120nm。

5.權利要求3或4所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，包括采用MOCVD方法在襯底上生長外延層，具體步驟包括：

(1)在所述襯底上生長所述N型GaN層；

(2)在所述N型GaN層上周期性生長所述量子阱結構，具體包括：

①調節溫度至800-950℃，通入150-200sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述N型GaN層上生長所述InGaN淺壘層；

②維持在所述InGaN淺壘層的溫度，通入25-40sccm的TMGa源，在所述InGaN淺壘層上生長所述GaN量子壘層；

③溫度降至750-900℃，通入350-450sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述GaN量子壘層上生長所述第一InGaN淺阱層；

④維持在所述第一InGaN淺阱層的溫度，通入600-750sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述第一InGaN淺阱層上生長所述InGaN量子阱層；

⑤維持在所述第一InGaN淺阱層的溫度，通入350-450sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述InGaN量子阱層上生長所述第二InGaN淺阱層；

(3)在所述量子阱結構上生長所述P型GaN層。

6.根據權利要求5所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述步驟①中，調節溫度至830-900℃，通入160-180sccm的TMIn源；

所述步驟③中，溫度降至780-840℃，通入370-420sccm的TMIn源；

所述步驟④中，通入640-700sccm的TMIn源；

所述步驟⑤中，通入370-420sccm的TMIn源。

7.根據權利要求6所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述步驟①中，調節溫度至850℃，通入170sccm的TMIn源；

所述步驟③中，溫度降至800℃，通入400sccm的TMIn源；

所述步驟④中，通入680sccm的TMIn源；

所述步驟⑤中，通入400sccm的TMIn源。

8.根據權利要求5所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，在步驟(1)之前，清潔所述襯底表面：將所述襯底放進MOCVD設備的反應腔內，調節反應腔的壓力為90-200mbar，溫度為1150-1250℃，使用氫氣作為載氣進行襯底表面清潔，持續時間為8-12min。

9.根據權利要求5所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述步驟(1)中，具體步驟包括：將反應腔壓力增加至300-800mbar，在所述襯底上生長所述N型GaN層。

10.根據權利要求5所述的LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述步驟(3)中，具體步驟包括：調節溫度為600-700℃，調節壓力為300-800mbar，通入55000-65000sccm的NH₃，通入25-50sccm的TMGa源，通入2000-3000sccm的Cp2Mg源，在所述量子阱結構上生長所述P型GaN層；Mg的摻雜濃度為1E+19-1E+20atom/cm³。