[發明專利]LED器件外延結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201810181170.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108428773A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 沈學如
• 申請（專利權）人: 澳洋集團有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本申請公開了一種LED器件外延結構，包括依次形成于襯底上的未摻雜的GaN層、n型摻雜的GaN層、多量子阱層、電子阻擋層和p型摻雜的GaN層，所述電子阻擋層包括依次疊加的第一阻擋層和第二阻擋層，所述第一阻擋層為Al組分自下向上漸變增加的Al_xGa_1?xN層，0＜x≤0.15，所述第二阻擋層為Al_0.15Ga_0.85N層。本申請還公開了一種LED器件外延結構的制作方法。本發明的電子阻擋層，通過Al組分的漸變設計，可以大大增加量子阱有源區的空穴濃度，增強電子約束能力，減小電子阻擋層和量子阱層之間的極化效應。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，特別是涉及一種LED器件外延結構及其制作方法。

背景技術

在LED(Light Emitting Diode，發光二極管)產業的發展中，寬帶隙(Eg＞2.3eV)半導體材料GaN發展異常迅速，GaN基LED很快實現了商業化。

現有的GaN基發光二極管中，通常設置一AlGaN電子阻擋層減小電子溢流，但是AlGaN電子阻擋層中存在比較強的極化場，空穴注入效率和電子約束能力差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED器件外延結構及其制作方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請實施例公開一種LED器件外延結構，包括依次形成于襯底上的未摻雜的GaN層、n型摻雜的GaN層、多量子阱層、電子阻擋層和p型摻雜的GaN層，所述電子阻擋層包括依次疊加的第一阻擋層和第二阻擋層，所述第一阻擋層為Al組分自下向上漸變增加的Al_xGa_1-xN層，0＜x≤0.15，所述第二阻擋層為Al_0.15Ga_0.85N層。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述多量子阱層為InGaN/GaN多量子阱層。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述多量子阱層由2～10對InGaN層與GaN層依次堆疊組成。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述多量子阱層中每層InGaN層的厚度為6nm，每層GaN層的厚度為10nm。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述n型摻雜的GaN層和多量子阱層之間設置有應力釋放層。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述應力釋放層為超晶格結構，所述應力釋放層的每個周期包括In_xGa_1-xN層和生長在所述In_xGa_1-xN層之上的GaN層，0<x＜y。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述第一阻擋層的厚度為15nm。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述第二阻擋層的厚度為5nm。

優選的，在上述的LED器件外延結構中，所述襯底為藍寶石。

本申請還公開了一種LED器件外延結構的制作方法，包括：

(1)、提供藍寶石襯底；

(2)、采用MOCVD設備，在500℃的溫度下，在藍寶石襯底上依次生長未摻雜的GaN層和n型摻雜的GaN層；

(3)、在溫度為700℃～800℃生長InGaN/GaN多量子阱層，周期數為2～10；

(4)、在溫度700℃～900℃，生長電子阻擋層；

(5)、在溫度1000℃，生長p型摻雜的GaN層。