[發明專利]InAlGaN超晶格結構生長方法、超晶格結構、外延結構和芯片

在審

• 申請號: 202011153771.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112259657A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 孟錫俊;崔志強;賈曉龍
• 申請（專利權）人: 山西中科潞安紫外光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/06;H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張宏偉

1.一種InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、生長InGaN阱層，所述InGaN阱層的生長溫度為600℃～700℃；

(2)、在所述InGaN阱層上生長InAlGaN Cap層，所述InAlGaN Cap層的生長溫度為600℃～700℃；

(3)、在所述InAlGaN Cap層上生長GaN Cap層，所述所述GaN cap層的生長溫度為600℃～700℃；

(4)、在所述GaN Cap層上生長n型InAlGaN壘層，所述n型InAlGaN壘層的生長溫度為600℃～700℃；

(5)、重復上述步驟(1)～(4)多次，形成多周期循環結構的InAlGaN超晶格結構。

2.根據權利要求1所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，重復上述步驟(1)～(4)2-20次，使所述InAlGaN超晶格結構為2-20個周期循環結構。

3.根據權利要求2所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述InGaN阱層中In和Ga的原子摩爾比為0.001～0.1；在所述步驟(2)中，所述InAlGaNCap層中In和Ga的原子摩爾比為0.001～0.05，Al與Ga的原子摩爾比為0.001～0.05；在所述步驟(4)中，所述n型InAlGaN壘層中In和Ga的原子摩爾比為0.001～0.05，Al與Ga的原子摩爾比為0.001～0.2，n型摻雜源為硅烷，n型摻雜濃度為1E+16cm^-2～1E+18cm^-2。

4.根據權利要求3所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述InGaN阱層的厚度為0.5～5nm；在所述步驟(2)中，所述InAlGaN Cap層的厚度為0.5～5nm；在所述步驟(3)中，所述GaN cap層的厚度為0.5～10nm；在所述步驟(4)中，所述n型InAlGaN壘層的厚度為5～20nm。

5.根據權利要求4所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述InGaN阱層的生長速率為0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步驟(2)中，所述InAlGaNCap層的生長速率為0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步驟(3)中，所述GaN cap層的生長速率為0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步驟(4)中，所述n型InAlGaN壘層的生長速率為0.02nm/s-0.2nm/s。

6.根據權利要求5所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，第一個周期的所述InGaN阱層生長在n型摻雜層之上。

7.根據權利要求6所述的InAlGaN超晶格結構生長方法，其特征在于，最后一個周期的所述n型InAlGaN壘層上生長量子阱壘層。

8.一種InAlGaN超晶格結構，其特征在于，其采用權利要求1-7中任一項所述的InAlGaN超晶格結構生長方法生長而成。

9.一種具有權利要求8所述InAlGaN超晶格結構的發光二極管外延結構，其特征在于，所述發光二極管外延結構包括自下而上設置的襯底、N型摻雜層、所述InAlGaN超晶格結構層、量子阱壘層和P型摻雜層。

10.根據權利要求9所述的發光二極管外延結構，其特征在于，所述襯底與所述N型摻雜層之間還設置有緩沖層。

11.根據權利要求10所述的發光二極管外延結構，其特征在于，所述緩沖層為u-AlGaN層或u-AlN層。

12.根據權利要求11所述的發光二極管外延結構，其特征在于，所述襯底包括藍寶石襯底、Si襯底或SiC襯底。