[发明专利]一种发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种发光二极管，其特征在于，包含：

第一外延导电层，生长在衬底上，具有第一导电类型；

外延过渡层，生长在第一外延导电层上，具有第一导电类型；

多量子阱结构层，生长在外延过渡层上；

第二外延导电层，生长在多量子阱结构层上，具有第二导电类型；

其中，所述的外延过渡层在生长过程中，通过控制其具有高于第一外延导电层以及多量子阱结构层的碳含量，调整该外延过渡层为微缺陷晶体结构，缓冲第一外延导电层与多量子阱结构层之间的应力。

2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的衬底由适合GaN及其半导体外延材料生长的材料生成，包括蓝宝石，或GaN，或硅，或碳化硅等单晶结构材料。

3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的第一外延导电层包括自下至上层叠生长的未掺杂GaN层和具有第一导电类型的GaN层；其中，具有第一导电类型的GaN层中的硅掺杂浓度为1E18cm^-3～3E19cm^-3。

4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在所述的衬底和第一外延导电层之间还生长有一缓冲层，该缓冲层由GaN，或AlN，或InAlGaN，或AlGaN材料生成。

5.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述的外延过渡层的生长厚度为10nm～1000nm；

所述的外延过渡层由二元III族氮化物，或三元III族氮化物，或四元III族氮化物材料生成；

所述的外延过渡层由一层III族氮化物，或多层层叠生长的III族氮化物，或多层周期交替层叠生长的III族氮化物组成；

所述的外延过渡层中的硅掺杂浓度为1E17cm^-3～5E19cm^-3，并低于具有第一导电类型的GaN层中的硅掺杂浓度。

6.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的多量子阱结构层由多组周期交替层叠生长的InGaN势阱层和GaN势垒层组成。

7.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延导电层包括自下至上层叠生长的具有第二导电类型的电子阻挡层和具有第二导电类型的GaN层；

所述的具有第二导电类型的电子阻挡层由第二导电类型的AlGaN，或第二导电类型的InAlGaN，或第二导电类型的AlGaN/GaN等超晶格结构材料生成，且镁掺杂浓度为5E18cm^-3～3.5E19cm^-3；

所述的具有第二导电类型的GaN层中的镁掺杂浓度为5E18cm^-3～1E20cm^-3。

8.一种如权利要求1～7中任一项所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、提供一衬底，在所述的衬底上生长第一外延导电层，其具有第一导电类型；

S2、在所述的第一外延导电层上生长一层外延过渡层，其具有第一导电类型，

S3、在所述的外延过渡层上生长多量子阱结构层；

S4、在所述的多量子阱结构层上生长第二外延导电层，其具有第二导电类型；

其中，在所述的外延过渡层的生长过程中，通过控制其具有高于第一外延导电层以及多量子阱结构层的碳含量，调整该外延过渡层为微缺陷晶体结构，缓冲第一外延导电层与多量子阱结构层之间的应力。

9.如权利要求8所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述的第一外延导电层的生长温度为800℃～1200℃，所述的多量子阱结构层的生长温度为700℃～900℃。

10.如权利要求8所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述的外延过渡层在生长过程中，其中的碳含量的控制是恒定的，或者是逐渐变大的，或者是逐渐变小的，或者是周期性起伏变化的。

11.如权利要求8所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述的外延过渡层中的硅掺杂过程是恒定的，或者是逐渐变大的，或者是逐渐变小的，或者是周期性起伏变化的。