[发明专利]具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构及其制备方法

权利要求书

1.一种具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构，包括衬底，在衬底上自下至上依次设置有成核层、缓冲层、n型导电层、超晶格层、多量子阱层和p型导电层，在n型导电层上和p型导电层上分别设置有欧姆接触层；其特征是：所述超晶格层是交替生长的Al_xGa_1-x-yIn_yN超晶格阱和Al_uGa_1-u-vIn_vN超晶格垒，重复周期2-50 个，其中0＜x≤u＜1，0＜v≤y＜1；由n型导电层至p型导电层方向的各个超晶格阱中x和y的取值恒定不变，各个超晶格垒中u的取值按等差数列逐渐降低，v的取值按等差数列逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构，其特征是：所述Al_xGa_1-x-yIn_yN超晶格阱的厚度为0.5-30nm 2nm-50nm。

3.根据权利要求1所述的具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构，其特征是：所述Al_uGa_1-u-vIn_vN超晶格垒的厚度为2-75nm 10nm-60nm。

4.根据权利要求1所述的具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构，其特征是：所述对于不同势垒高度的Al_uGa_1-u-vIn_vN超晶格垒，u和v的数值要满足如下条件：使得超晶格垒的势垒高度 由n型导电层至p型导电层方向逐步降低；而且超晶格垒的势垒高度大于超晶格阱的势垒高度。

5.一种权利要求1所述具有势垒高度渐变超晶格层的LED结构的制备方法，其特征是，包括以下步骤 ：

（1）在MOCVD反应腔室中将衬底层加热300℃-1200℃，在氢气气氛下处理2-10分钟，然后温度降至200℃-600℃生长GaN成核层,厚度 1nm-800nm；

（2）然后温度升到500℃-950℃，氢气作为载气，生长1μm-100μm厚的非掺杂GaN缓冲层 ；

（3）MOCVD反应腔室中，将温度调节至850℃-1300℃，氢气作为载气的条件下，生长厚度为1μm-10μm 的掺Si的n型GaN层，Si的掺杂浓度范围：1×10¹⁷cm^-3-1×10²⁰cm^-3；

（4）MOCVD反应腔室中，将温度调节至420℃-1200℃，通入金属有机源TMGa、TMIn和TMAl，生长超晶格层；所述的超晶格层是交替生长的厚度为0.5-30nm的Al_xGa_1-x-yIn_yN超晶格阱和厚度为2-75nm的Al_uGa_1-u-vIn_vN超晶格垒，重复周期2-50 个，其中0＜x≤u＜1，0＜v≤y＜1；由n型导电层至p型导电层方向的各个超晶格阱中x和y的取值恒定不变，各个超晶格垒中u的取值按等差数列逐渐降低，v的取值按等差数列逐渐增加；

（5）MOCVD反应腔室中，将温度调节至500℃-1200℃，通入金属有机源TMGa、TMIn和TMAl，生长多量子阱层；所述的多量子阱层是交替生长的厚度为1-30nm的InGaN阱和厚度为10-80nm的GaN垒，重复周期为2-60个；

（6）MOCVD 反应腔室中，将温度调节至500℃-1200℃，生长80nm-500nm厚的掺Mg的p型GaN层，Mg掺杂浓度范围为1×10¹⁸cm^-3-1×10²⁰cm^-3；

（7）最后在n型GaN层和p型GaN层上分别制作TiAlNiAu电极，制作成欧姆接触层。