的流量遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)皇過程中通入的比的流量。
[0057]作為示例，所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6由InGaN勢(shì)阱與GaN勢(shì)皇交替組成，一個(gè)所述InGaN勢(shì)阱與一個(gè)所述GaN勢(shì)皇構(gòu)成一個(gè)周期對(duì)，在同一周期對(duì)內(nèi)，所述GaN勢(shì)皇位于所述InGaN勢(shì)講之上；優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)6包括5?18個(gè)所述周期對(duì)。
[0058]作為示例，生長所述InGaN勢(shì)講的過程中通入的比的流量為5sccm?50sccm(sccm:standard cubic centimeter per minute，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下毫升每分鐘)；生長所述GaN勢(shì)皇過程中通入的H2的流量為5slm?50slm(slm:standard litre per minute，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下升每分鐘)ο在生長所述InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)6的同時(shí)向生長環(huán)境中通入H2，可以改善生長GaN晶體的結(jié)晶質(zhì)量；且生長InGaN勢(shì)阱的過程中通入的H2的流量為5sccm?50sccm，遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)皇過程中通入的H2的流量5slm?50slm，即能達(dá)到改善所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6的GaN晶體質(zhì)量的效果，又不會(huì)對(duì)InGaN材料造成腐蝕破壞，降低了所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6中的晶體缺陷，從而降低了所述InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)6中有源區(qū)電子與空穴的非福射性復(fù)合效率，提升了所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6的內(nèi)量子效率。
[0059]作為示例，所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6的生長溫度為700°C?900°C ；所述InGaN勢(shì)講的厚度為2nm?4nm，所述GaN勢(shì)皇的厚度為3nm?15nm ;所述InGaN勢(shì)講中In組分的摩爾組分為15%?20%。
[0060]在步驟S5中，請(qǐng)參閱圖1中的S5步驟及圖6，在所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6上生長P型電子阻擋層7。
[0061]作為示例，所述P型電子阻擋層7可以為但不僅限于P型AlGaN層、P型AlInGaN層或P型AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)；所述P型電子阻擋層7的生長溫度為900°C?950°C ;所述P型電子阻擋層7的厚度為30nm?80nm ;所述P型電子阻擋層7中的摻雜元素為Mg，Mg的慘雜濃度為5el8cm 3?3.5el9cm 3。
[0062]在步驟S6中，請(qǐng)參閱圖1中的S6步驟及圖7，在所述P型電子阻擋層7上生長P型GaN層8。
[0063]作為示例，所述P型GaN層8的生長溫度為950°C?1000°C;所述P型GaN層8的厚度為30nm?150nm ;所述？型電子阻擋層8內(nèi)的摻雜元素為Mg，Mg的摻雜濃度為5el8cm 1?le20cm 1O
[0064]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖7，本發(fā)明還提供一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)，所述GaN基LED外延結(jié)構(gòu)由下至上依次包括緩沖層2、未摻雜的GaN層3、N型GaN層4、InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)5、InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6、P型電子阻擋層7及P型GaN層8。
[0065]作為示例，所述緩沖層2可以為GaN緩沖層、AlN緩沖層或AlGaN緩沖層；所述緩沖層2的厚度為1nm?50nmo
[0066]作為示例，所述未摻雜的GaN層3及N型GaN層4的總生長厚度為1.5μπι?
4.5 μ m ;所述N型GaN層4內(nèi)的摻雜元素為Si，Si的摻雜濃度為lel8cm 3?3el9cm 3。
[0067]作為示例，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)5由InGaN勢(shì)阱與GaN勢(shì)皇交替組成，一個(gè)所述InGaN勢(shì)講與一個(gè)所述GaN勢(shì)皇構(gòu)成一個(gè)周期對(duì)，在同一周期對(duì)內(nèi)，所述GaN勢(shì)皇位于所述InGaN勢(shì)阱之上；優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)5包括3?30個(gè)所述周期對(duì)。
[0068]作為示例，所述InGaN勢(shì)講的厚度為Inm?4nm，所述GaN勢(shì)皇的厚度為Inm?9nm ;所述InGaN勢(shì)講中In組分的摩爾組分為1%?5%。
[0069]作為示例，所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)6由InGaN勢(shì)阱與GaN勢(shì)皇交替組成，一個(gè)所述InGaN勢(shì)阱與一個(gè)所述GaN勢(shì)皇構(gòu)成一個(gè)周期對(duì)，在同一周期對(duì)內(nèi)，所述GaN勢(shì)皇位于所述InGaN勢(shì)講之上；優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)6包括5?18個(gè)所述周期對(duì)。
[0070]作為不例，所述InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)6在H2氛圍下生成，其中，生長InGaN勢(shì)阱的過程中通入的H2的流量遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)皇過程中通入的H 2的流量。具體的，生長所述InGaN勢(shì)講的過程中通入的比的流量為5sccm?50sccm ;生長所述GaN勢(shì)皇過程中通入的比的流量為5slm?50slm。
[0071]作為示例，所述InGaN勢(shì)講的厚度為2nm?4nm，所述GaN勢(shì)皇的厚度為3nm?15nm ;所述InGaN勢(shì)阱中In組分的摩爾組分為15%?20%。
[0072]作為示例，所述P型電子阻擋層7可以為但不僅限于P型AlGaN層、P型AlInGaN層或P型AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)；所述P型電子阻擋層7的厚度為30nm?80nm ;所述P型電子阻擋層?中的摻雜元素為Mg，Mg的摻雜濃度為5el8cm 3?3.5el9cm 3。
[0073]作為示例，所述P型GaN層8的厚度為30nm?150nm ;所述P型電子阻擋層8內(nèi)的摻雜元素為Mg，Mg的摻雜濃度為5el8cm le20cm 1O
[0074]綜上所述，本發(fā)明提供一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法，在生長InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的同時(shí)向生長環(huán)境中通入H2，可以改善生長晶體的結(jié)晶質(zhì)量；且生長InGaN勢(shì)阱的過程中通入的H2的流量遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)皇過程中通入的H 2的流量，即能達(dá)到改善InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的晶體質(zhì)量的效果，又不會(huì)對(duì)InGaN材料造成腐蝕破壞，降低了 InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)中的晶體缺陷，從而降低了 InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)中有源區(qū)電子與空穴的非福射性復(fù)合效率，提升了 InGaN/GaN多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)的內(nèi)量子效率。
[0075]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 提供生長襯底，在所述生長襯底上生長緩沖層； 在所述緩沖層上依次生長未摻雜的GaN層及N型GaN層； 在所述N型GaN層上生長InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)； 在所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)上生長InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)；生長所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的同時(shí)向生長環(huán)境中通入H2，其中，生長InGaN勢(shì)阱的過程中通入的H2的流量遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)皇過程中通入的H 2的流量； 在所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)上生長P型電子阻擋層； 在所述P型電子阻擋層上生長P型GaN層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述生長襯底為藍(lán)寶石襯底、GaN襯底、硅襯底或碳化硅襯底。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述緩沖層為GaN緩沖層、AlN緩沖層或AlGaN緩沖層；所述緩沖層的厚度為1nm?50nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述未摻雜的GaN層及N型GaN層的生長溫度為1000 °C?1200 °C，總生長厚度為1.5μπι?4.5μπι;所述N型GaN層內(nèi)的摻雜元素為Si，Si的摻雜濃度為lel8cm3?3el9cm 3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)的生長溫度為700°C?900°C ;所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)的周期對(duì)數(shù)為3?30 ；InGaN勢(shì)阱中In組分的摩爾組分為I %?5% ；InGaN勢(shì)阱的厚度為Inm?4nm，GaN勢(shì)皇的厚度為Inm?9nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:生長所述InGaN勢(shì)講的過程中通入的比的流量為5sccm?50sccm ;生長所述GaN勢(shì)皇過程中通入的4的流量為5slm?50slm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的生長溫度為700°C?900°C ;所述InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的周期對(duì)數(shù)為5?18 ；InGaN勢(shì)阱中In組分的摩爾組分為15%?20%;InGaN勢(shì)阱的厚度為2nm?4nm，GaN勢(shì)皇的厚度為3nm?15nm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述P型電子阻擋層為P型AlGaN層、P型AlInGaN層或P型AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)；所述P型電子阻擋層的厚度為30nm?80nm ;所述P型電子阻擋層中的摻雜元素為Mg，Mg的摻雜濃度為5el8cm3?3.5el9cm 309.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述P型GaN層的厚度為30nm?150nm ;所述P型GaN層中的摻雜元素為Mg，Mg的摻雜濃度為5el8cm 3?le20cm3。10.一種由權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法制得的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述GaN基LED外延結(jié)構(gòu)由下至上依次包括緩沖層、未摻雜的GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)、P型電子阻擋層及P型GaN層。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法，包括：提供生長襯底，在生長襯底上生長緩沖層；在緩沖層上依次生長未摻雜的GaN層及N型GaN層；在N型GaN層上生長InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)；在InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)上生長InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)；生長InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的過程中通入H2，生長InGaN勢(shì)阱的過程中通入的H2的流量遠(yuǎn)小于生長GaN勢(shì)壘過程中通入的H2的流量；在InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)上生長P型電子阻擋層；在P型電子阻擋層上生長P型GaN層。通過控制InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)生長過程中的H2流量，即能改善晶體質(zhì)量，又不會(huì)對(duì)InGaN勢(shì)阱材料造成腐蝕破壞，降低了量子阱結(jié)構(gòu)中的晶體缺陷，從而降低了InGaN/GaN多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)中有源區(qū)電子與空穴的非輻射性復(fù)合效率。
【IPC分類】H01L33/00, H01L33/04, H01L33/06, H01L33/32
【公開號(hào)】CN105140366
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510617296
【發(fā)明人】琚晶, 馬后永, 游正璋, 李起鳴, 張宇, 徐慧文
【申請(qǐng)人】映瑞光電科技(上海)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日