> 3、用MOCVD法生長多量子阱結構(3):A、生長GaN層:將生長溫度設定在850°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，生長時間為20-600s ;B、生長InGaN層:將生長溫度設定在850°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，還通入流量為10-600sccm的三甲基銦，生長時間為20_600s ;C、重復A和B子步驟形成一個量子阱周期，生長2-15個周期的量子阱；
4、用MOCVD法生長第二半導體載流子注入層(4):將生長溫度設定在1100°C，先生長10-200nm厚的鎂摻雜AlInGaN層，接著生長50_500nm厚的鎂摻雜GaN層。
[0023]實施例3:如圖1和圖2所示，一種新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，包括設有多個陣列式分布圓孔(5)的Si平面襯底(I)，在Si襯底(I)生長面依次生長的第一半導體載流子注入層(2)、發(fā)光結構和第二半導體載流子注入層(4)，生長時各層所形成的圓孔
(5)圖案相同。
[0024]實施例3的制作方法為:
1、通過濕刻法在平面襯底(I)生長面上形成有序分布的直徑為5-10um圓孔(5)陣列；
2、用MOCVD法生長第一半導體載流子注入層(2):在襯底(I)上650°C生長15_50nm的AlN緩沖層，接著1000°C生長1.5-4um厚的本征GaN層和在1000°C下生長1.5_4um厚的Si慘雜GaN層；
3、用MOCVD法生長多量子阱結構(3):A、生長GaN層:將生長溫度設定在800°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，生長時間為20-600s ;B、生長InGaN層:將生長溫度設定在800°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，還通入流量為10-600sccm的三甲基銦，生長時間為20_600s ;C、重復A和B子步驟形成一個量子阱周期，生長2-15個周期的量子阱；
4、用MOCVD法生長第二半導體載流子注入層(4):將生長溫度設定在950°C，先生長10-200nm厚的鎂摻雜AlGaN層，接著生長50_500nm厚的鎂摻雜GaN層。
[0025]實施例4:如圖1和圖2所示，一種新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，包括設有多個陣列式分布圓孔(5)的SiC平面襯底(I )，在SiC平面襯底(I)生長面依次生長的第一半導體載流子注入層(2)、發(fā)光結構和第二半導體載流子注入層(4)，生長時各層所形成的圓孔(5)圖案相同。
[0026]實施例4的制作方法為:
1、通過濕刻法在平面襯底(I)生長面上形成有序分布的直徑為5-10um圓孔(5)陣列；
2、用MOCVD法生長第一半導體載流子注入層(2):在襯底(I)上900°C生長15_50nm的AlN緩沖層，接著1100°C生長1.5-4um厚的本征GaN層和在1100°C下生長1.5_4um厚的Si慘雜GaN層；
3、用MOCVD法生長多量子阱結構(3):A、生長GaN層:將生長溫度設定在800°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，生長時間為20-600s ;B、生長InGaN層:將生長溫度設定在800°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，還通入流量為10-600sccm的三甲基銦，生長時間為20_600s ;C、重復A和B子步驟形成一個量子阱周期，生長2-15個周期的量子阱；
4、用MOCVD法生長第二半導體載流子注入層(4):將生長溫度設定在1100°C，先生長10-200nm厚的鎂摻雜AlInGaN層，接著生長50_500nm厚的鎂摻雜GaN層。
【主權項】
1.一種新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于:包括在生長面設有多個凹形結構的襯底，襯底生長面依次生長有第一半導體載流子注入層、發(fā)光結構和第二半導體載流子注入層。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于:所述襯底為藍寶石襯底、SiC襯底或Si襯底。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于:所述襯底為平面襯底或圖形化襯底。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于:所述第二半導體載流子注入層上形成有與襯底對應的凹形結構。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于:所述凹形結構為呈陣列分布的圓孔或凹槽。
6.一種新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管制作方法，其特征在于:包括如下兩個步驟: (1)凹形結構加工步驟:通過濕刻或干刻法在襯底生長面上形成有序分布的直徑為5-10um凹形結構陣列； (2)外延層生長步驟:采用MOCVD方法在襯底上依次生長第一半導體載流子注入層、多量子阱結構和第二半導體載流子注入層。
7.根據(jù)權利要求6所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管制作方法，其特征在于:所述外延層生長步驟包括如下三個步驟: (1)第一半導體載流子注入層生長步驟:先在400-600°C下在襯底上生長15-50nm的GaN緩沖層或在600-1000°C下在襯底上生長10_60nm的AlN緩沖層，再在900-1200°C下生長1.5-4um的本征GaN層，然后在900-1200°C下生長1.5_4um的Si摻雜GaN層； (2)多量子阱結構生長步驟:該步驟包括如下子步驟: A、生長GaN層:將生長溫度設定在700-900°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，生長時間為20_600s ； B、生長InGaN層:將生長溫度設定在700-900°C，反應器的壓力為100-500Torr，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的三乙基鎵，還通入流量為10-600sccm的三甲基銦，生長時間為20_600s ； C、重復A和B子步驟形成一個量子阱周期，生長2-15個周期的量子阱； (3)第二半導體載流子注入層生長步驟:將生長溫度設定在800-120(TC，先生長10-200nm的鎂摻雜AlGaN層或AlInGaN層，再生長50_500nm的鎂摻雜GaN層。
8.根據(jù)權利要求6所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管制作方法，其特征在于:所述第二半導體載流子注入層上形成有與襯底對應的凹形結構。
9.根據(jù)權利要求6或8所述的新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管制作方法，其特征在于:所述凹形結構為呈陣列分布的圓孔或凹槽。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型出光結構的GaN基發(fā)光二極管，包括在生長面設有多個凹形結構的襯底，襯底生長面依次生長有第一半導體載流子注入層、發(fā)光結構和第二半導體載流子注入層，同時還公開了該GaN基發(fā)光二極管的制作方法，先通過濕刻或干刻法在襯底生長面上形成有序分布的直徑為5-10um凹形結構陣列，再采用MOCVD方法在襯底上依次生長第一半導體載流子注入層、多量子阱結構和第二半導體載流子注入層。本發(fā)明制作出的發(fā)光二極管，性能可靠，發(fā)光效率高，且能顯著改善器件尤其是大功率輸入時的散熱效率，明顯降低結溫。
【IPC分類】H01L33-20, H01L33-00
【公開號】CN104576864
【申請?zhí)枴緾N201310506886
【發(fā)明人】郝銳, 林振賢, 林永祥, 汪俊翰
【申請人】廣東德力光電有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月25日