[发明专利]一种LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，自下而上依次包括：衬底；GaN成核层；若干对AlGaN/n-GaN交替堆叠结构组成的超晶格缓冲层；n-GaN层；MQW发光层；p-GaN层以及 p型接触层；其特征在于：定义Al（n）代表第n对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中Al组分值，N（n）代表第n对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中n型杂质浓度值，Al（n）的变化趋势是先逐渐上升再逐渐下降，N（n）的变化趋势是先逐渐上升再逐渐下降。

2.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述Al（n）和N（n）的变化趋势满足关系式：Al（n）=Yn*Al（n-1），N（n）=Yn*N（n-1），其中，Yn遵循抛物线性方程                                                ，a为固定常数，N代表超晶格缓冲层的总对数，n代表第n对超晶格缓冲层，1＜n≤N，0＜a≤18。

3.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：定义每组晶格缓冲层对由若干对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对组成，Al（m）代表第m组AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中Al组分值，N（m）代表第m组AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中n型杂质浓度值，Al（m）和N（m）的变化趋势满足关系式：Al（m）=Ym*Al（m-1），N（m）=Ym*M（m-1），其中，Ym遵循抛物线性方程，a为固定常数，M代表由若干对超晶格缓冲层组成的总组数，m代表第m组超晶格缓冲层对，1＜m≤M，0＜a≤18。

4.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层的对数为3~40对。

5.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述衬底为蓝宝石（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、锗（Ge）、氮化镓（GaN）、氮化铝镓（AlGaN）或氮化铝（AlN）。

6.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中n-GaN层中n型掺杂杂质为Si元素，p-GaN层中p型掺杂杂质为Mg元素。

7.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中AlGaN 层Al组分变化范围为0%~40%之间。

8.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中n-GaN层n型杂质浓度变化范围为5×10¹⁶cm^-3~1×10¹⁹cm^-3之间。

9.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中的AlGaN 层厚度变化范围为从0.1nm~40nm之间。

10.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中的n-GaN层厚度变化化范围为0.3nm~120nm之间。

11.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述每对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层中的AlGaN与相应的n-GaN层的厚度比例为1：5~1：1之间。

12.一种LED外延结构的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上垒晶而成的GaN成核层；在所述GaN成核层上垒晶而成的由若干对AlGaN/n-GaN 结构层组成的超晶格缓冲层；在所述AlGaN/n-GaN 超晶格缓冲层上继续垒晶而成的n-GaN层；在所述N型GaN层上继续垒晶而成的MQW发光层；在所述MQW发光层上继续垒晶而成的p-GaN层以及在所述p-GaN层上继续垒晶而成的p型接触层；其特征在于：定义Al（n）代表第n对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中Al组分值，N（n）代表第n对AlGaN/n-GaN超晶格缓冲层对中n型杂质浓度值，Al（n）的变化趋势是先逐渐上升再逐渐下降，N（n）的变化趋势是先逐渐上升再逐渐下降。