[發明專利]具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201710384453.2
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107146836A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 王洪;徐明升;周泉斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 許菲菲

1.具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，包括自下而上依次連接的襯底、GaN成核層、GaN緩沖層、N型GaN導電層、多量子阱有源區和漸變In組分p型InGaN導電層；所述多量子阱有源區由5‐15對InGaN量子阱和GaN量子壘交替疊加組成；所述漸變In組分p型InGaN導電層的厚度為200‐400nm；所述漸變In組分p型InGaN導電層的In原子百分比沿著生長方向由15％漸變降低到0。

2.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述襯底的厚度為300‐500um。

3.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述GaN成核層2的厚度為20‐50nm。

4.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述GaN緩沖層3的厚度為2‐4um。

5.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述N型GaN導電層4的厚度為2‐4um。

6.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述InGaN量子阱5的厚度為2.5‐3.5nm。

7.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述GaN量子壘6的厚度為5‐15nm。

8.根據權利要求1所述的具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構，其特征在于，所述多量子阱有源區的厚度為100‐500nm。

9.權利要求1‐8任一項所述具有漸變In組分p型InGaN導電層的GaN基綠光LED外延結構的生長方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將襯底放入金屬有機化學氣相化學沉積設備中，在高溫、氫氣氣氛中對襯底片進行清洗，去除襯底表面的污染物；

2)將溫度降低到550℃，在步驟1)所述的襯底片上生長GaN成核層；

3)將反應室溫度提高到1100℃，在步驟2)所述的成核層上生長GaN緩沖層；

4)在步驟3)所述的GaN層上生長N型GaN導電層，控制摻雜濃度為8×10¹⁸cm^‐3；

5)反應室溫度降低到850℃，在步驟4)所述的N型GaN導電層上生長GaN量子壘；

6)循環重復如下步驟a)和步驟b)5‐10次，得到InGaN/GaN多量子阱有源區：

a)反應室溫度降低到750℃，在步驟a)所述的InGaN量子壘上生長InGaN量子阱；

b)將反應室溫度升至850℃，繼續生長GaN量子壘層；

7)反應室通入二茂鎂、氨氣、氮氣、三甲基鎵和三甲基銦，其中二茂鎂、氨氣、氮氣和三甲基鎵流量分別是300cc、16000cc、21000cc、11cc，反應室溫度保持850℃，生長過程通入反應室的三甲基銦流量由500cc線性降低到0cc，在步驟6)所述的有源區上生長P型InGaN導電層，控制所述漸變In組分p型InGaN導電層的厚度為200‐400nm。