[发明专利]一种无荧光粉GaN基白光LED外延结构及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201510285600.1 申请日: 2015-05-29
公开(公告)号: CN104868027B 公开(公告)日: 2018-04-13
发明(设计)人: 张恒;曲爽;王成新;徐现刚 申请(专利权)人: 山东浪潮华光光电子股份有限公司
主分类号: H01L33/06 分类号: H01L33/06;H01L33/32
代理公司: 济南日新专利代理事务所37224 代理人: 王书刚
地址: 261061 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 荧光粉 gan 白光 led 外延 结构 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种无荧光粉GaN基白光LED外延结构,其特征是,包括自下而上依次设置的衬底、GaN缓冲层、N-GaN层、紫外光波长的多量子阱层、非掺高低温GaN层、蓝光波长的多量子阱层及P-GaN层;

所述紫外光波长的多量子阱层是厚度为2.5-5nm的InxGa1-xN阱层和厚度为8-10nm的AlxGa1-xN垒层周期性交替叠加构成,周期为5-15,In的占比为10%-20%,Al的占比为2%-8%;

所述蓝光波长的多量子阱层是厚度为2.5-5nm的InxGa1-xN阱层和厚度为8-15nm的GaN垒层周期性交替叠加构成,周期为5-15,In的占比为10%-20%。

2.一种权利要求1所述无荧光粉GaN基白光LED外延结构的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

(1)在MOCVD设备中,先在1000-1100℃氢气环境下对衬底进行高温清洗;再调整温度为500-650℃,在衬底上生长3-10μm厚的GaN缓冲层;

(2)通入流量为30-100L/分钟的NH3,通入时间为2分钟-5分钟;调整MOCVD反应室温度为1000-1200℃,在GaN缓冲层上直接生长2μm-4μm厚的N-GaN层,掺杂浓度为3*1018cm-1—2*1019cm-1

(3)在N-GaN层上生长紫外光波长的多量子阱层,具体是在750-850℃温度下生长厚度为2.5-5nm的InxGa1-xN阱层,在800-900℃温度下生长厚度为8-10nm的AlxGa1-xN垒层,Al的占比为2%-8%,阱层和垒层周期性交替叠加,周期为5-15;

(4)以氮气为载气,三甲基镓为镓源,生长非掺高低温GaN层,非掺高低温GaN层分为非掺低温GaN层和非掺高温GaN层,厚度均为50-200nm;首先生长非掺低温GaN层,得到质量较差的GaN层,从而使紫外光激发出最大的黄带发光,随后生长非掺高温GaN层,为后续蓝光多量子阱提供缓冲层;低温非掺GaN层的生长温度为650-750℃,生长时间为100-300秒;高温非掺GaN层的生长温度为850-930℃,生长时间100-300秒;

(5)在非掺GaN层上生长蓝光波长的多量子阱层,具体是在700-800℃的温度下生长厚度为2.5-5nm的InxGa1-xN阱层,800-900℃的温度下生长厚度为8-15nm的GaN垒层,阱层和垒层周期性交替叠加,周期为5-15;

(6)在800-900℃的温度下,在蓝光波长的多量子阱层上生长厚度为150-300nm的P-GaN层。

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