[發明專利]一種GaN基發光二極管外延結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201610722770.6
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107919416B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 展望;馬后永;琚晶;游正璋;李起鳴
• 申請（專利權）人: 映瑞光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周乃鑫;周榮芳

1.一種GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，包含：

設置在襯底（1）上的成核層（2）；

設置在成核層（2）上的未摻雜GaN層（3）；

設置在未摻雜GaN層（3）上的N型GaN層（4）；

設置在N型GaN層（4）上的多量子阱發光層（5）；

以及，設置在多量子阱發光層（5）上的P型GaN層（6）；

所述的P型GaN層（6）包含：

設置在多量子阱發光層（5）上的第一P型GaN層（601）；

設置在第一P型GaN層（601）上的第二P型GaN層（602）；

所述的第一P型GaN層（601）包含：多個疊加的第一類循環層，該第一類循環層包含未摻雜GaN層（6011）和設置在未摻雜GaN層（6011）上的未摻雜MgN層（6012），最底層的第一類循環層設置在多量子阱發光層（5）上，最頂層的第一類循環層上設置第二P型GaN層（602），該第一類循環層的數量n滿足1 ≤ n ≤ 50；

所述的第二P型GaN層（602）包含：多個疊加的第二類循環層，該第二類循環層包含In_xGa_(1-x)N層（6021）和設置在In_xGa_(1-x)N層（6021）上的未摻雜MgN層（6022），最底層的第二類循環層設置在第一P型GaN層（601）上，該第二類循環層的數量m滿足1 ≤ m ≤ 50，所述的In_xGa_(1-x)N層（6021）中，0＜ x ≤ 0.2。

2.如權利要求1所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，所述的P型GaN層（6）的總厚度為10-500nm，所述的第一P型GaN層（601）的厚度為1-500nm，所述的第二P型GaN層（602）的厚度為1-500nm，所述的未摻雜MgN層中Mg摻雜濃度為1e18~2e20。

3.如權利要求1所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，所述的襯底（1）采用藍寶石，或GaN，或硅，或碳化硅；

所述的成核層（2）的材料為未摻雜的GaN，厚度為15~50nm；

所述的未摻雜GaN層（3）和N型GaN層（4）的總厚度為1.5~8um，所述的N型GaN層（4）的Si摻雜濃度為1e18~3e19。

4.如權利要求1所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，所述的多量子阱發光層（5）包含：多個疊加的勢壘勢阱周期對，該勢壘勢阱周期對包含InGaN勢阱層（501）和設置在InGaN勢阱層（501）上的GaN勢壘層（502），最底層的勢壘勢阱周期對設置在N型GaN層（4）上，最頂層的勢壘勢阱周期對上設置P型GaN層（6），該勢壘勢阱周期對的數量n滿足2 ≤ n≤ 30；

所述的InGaN勢阱層（501）的厚度為0.5nm~5nm，所述的GaN勢壘層（502）的厚度為2-30nm，InGaN勢阱層（501）中In組分為15~20%。