[發明專利]GaN基發光二極管外延結構及其制備方法在審
| 申請號： | 201910801128.0 | 申請日： | 2019-08-28 |
| 公開（公告）號： | CN110581204A | 公開（公告）日： | 2019-12-17 |
| 發明（設計）人： | 盧國軍;游正璋 | 申請（專利權）人： | 映瑞光電科技(上海)有限公司 |
| 主分類號： | H01L33/00 | 分類號： | H01L33/00;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/32 |
| 代理公司： | 44224 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 | 代理人： | 傅康 |
| 地址： | 200135 上海*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 電子阻擋層 金屬電極 外延結構 發光層 襯底 禁帶 摻雜 空穴 接觸電阻 寬度關系 濃度關系 三層結構 層結構 遷移率 疊設 申請 制備 阻擋 | ||
1.一種GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，包括：
襯底；
N型外延層，位于所述襯底上；
發光層，位于所述N型外延層上；
電子阻擋層，位于所述發光層上；及
P型外延層，包括依次疊設于所述電子阻擋層上的第一P型層、第二P型層和第三P型層，所述第三P型層用于引出金屬電極，各所述P型層的禁帶寬度關系為：第二P型層＞第一P型層＞第三P型層，各所述P型層的摻雜濃度關系為：第二P型層＜第一P型層＜第三P型層。
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，定義所述第一P型層的厚度為D1，定義所述第二P型層的厚度為D2，定義所述第三P型層的厚度為D3，則有：D2＞D1＞D3。
3.如權利要求2所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，0＜D1≤50nm，0＜D2≤100nm，0＜D3≤20nm。
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，所述第一P型層具有交替疊設的第一勢壘和第一勢阱，所述第二P型層具有交替疊設的第二勢壘和第二勢阱，所述第三P型層具有交替疊設的第三勢壘和第三勢阱。
5.如權利要求4所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，定義所述第一勢壘的厚度為d11、所述第一勢阱的厚度為d12，定義所述第二勢壘的厚度為d21、所述第二勢阱的厚度為d22，定義所述第三勢壘的厚度為d31、所述第三勢阱的厚度為d32，則有：d22＞d21＞d12＞d11＞d32＞d31。
6.如權利要求5所述的GaN基發光二極管外延結構，其特征在于，定義在所述第一P型層中由相鄰第一勢壘和第一勢阱組成的周期結構的周期數為n1，定義在所述第二P型層中由相鄰第二勢壘和第二勢阱組成的周期結構的周期數為n2，定義在所述第三P層中由相鄰第三勢壘和第三勢阱組成的周期結構的周期數為n3，則有：n2＞n1＞n3，其中，1≤n1≤10，1≤n2≤15，1≤n3≤5，且d11和d12均不超過20nm，d21和d22均不超過50nm，d31和d32均不超過10nm。
7.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P型外延層的材料為AlxInyGa1-x-yN，0≤x≤0.3，0≤y≤0.2。
8.一種GaN基發光二極管外延結構的制備方法，其特征在于，包括：
提供襯底；
在所述襯底上生長N型外延層；
在所述N型外延層上生長發光層；
在所述發光層上生長電子阻擋層；及
在所述電子阻擋層上生長P型外延層，生長所述P型外延層的步驟包括：在所述電子阻擋層上依次生長第一P型層、第二P型層和第三P型層，各所述P型層的禁帶寬度關系為：第二P型層＞第一P型層＞第三P型層，各所述P型層的摻雜濃度關系為：第二P型層＜第一P型層＜第三P型層。
9.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，各所述P型層的生長溫度關系為：第二P型層＞第三P型層＞第一P型層。
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述第一P型層的生長溫度范圍為600℃～800℃，所述第二P型層的生長溫度范圍為850℃～1000℃，所述第三P型層的生長溫度范圍為800℃～950℃。
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