[發明專利]一種多量子阱層、LED外延結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201810373165.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108682719A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 河源市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/14
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 郭佳利;郭裕彬

1.一種多量子阱層，其特征在于，由x個InGaN量子阱層與(x+1)個GaN量子壘層交替層疊組成，x≥1；InGaN量子阱層的In組分所占摩爾比例為10％-20％；第1個GaN量子壘層的硅摻雜濃度為5×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，第2個GaN量子壘層的硅摻雜濃度為第1個GaN量子壘層的硅摻雜濃度的y倍，第i個GaN量子壘層的硅摻雜濃度為第1個GaN量子壘層硅摻雜濃度的y^i-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)個GaN量子壘層的硅摻雜濃度為0。

2.如權利要求1所述的多量子阱層，其特征在于，所述InGaN量子阱層的厚度為3-5nm，所述GaN量子壘層的厚度為10-15nm。

3.一種LED外延結構，其特征在于，其包括Si襯底，在Si襯底上依次生長出AlN緩沖層、AlGaN緩沖層、u-GaN層、n-GaN層、如權利要求1-2任意一項所述的多量子阱層、電子阻擋層及p-GaN層。

4.如權利要求3所述的LED外延結構，其特征在于，所述AlN緩沖層厚度為1-200nm，所述AlGaN緩沖層的厚度為500-700nm，所述u-GaN層的厚度為600-800nm，所述n-GaN層的厚度為2.0-2.5μm，Si摻雜濃度為5×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3。

5.如權利要求2所述的LED外延結構，其特征在于，所述電子阻擋層的材料為AlGaN、InAlN或AlInGaN，厚度為20-50nm，Mg摻雜濃度為5×10¹⁷-1×10²⁰cm^-3。

6.如權利要求2所述的LED外延結構，其特征在于，p-GaN層的厚度為200-300nm，Mg摻雜濃度為5×10¹⁷-1×10²⁰cm^-3。

7.如權利要求3-6任意一項所述的LED外延結構的制作方法，其特征在于，包括：

1)襯底選取步驟：選用Si襯底；

2)AlN緩沖層、AlGaN緩沖層、u-GaN層、n-GaN層的生長步驟：采用金屬有機化學氣相沉積工藝在Si襯底上依次生長AlN緩沖層、AlGaN緩沖層、u-GaN層、n-GaN層；

3)多量子阱層生長步驟：采用金屬有機化學氣相沉積工藝在n-GaN層生長多量子阱層；

4)電子阻擋層、p-GaN層的生長步驟：采用金屬有機化學氣相沉積工藝在多量子阱層上依次生長電子阻擋層、p-GaN層。

8.如權利要求7所述的LED外延結構的制作方法，其特征在于，步驟2)中，具體工藝條件如下：

AlN緩沖層的工藝條件為：反應室溫度為1100℃，反應室壓力為70Torr；

AlGaN緩沖層的工藝條件為：反應室溫度為1100℃，反應室壓力為70Torr；

u-GaN層的工藝條件為：反應室溫度為1000℃，反應室壓力為200Torr；

n-GaN層的工藝條件為：反應室溫度為1000℃，反應室壓力為200Torr。