[发明专利]一种提高势阱质量的LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种提高势阱质量的LED外延结构，其特征在于，自下而上依次设置有衬底层、缓冲层、非掺杂GaN层、n型AlGaN层、n型GaN层、量子阱层、P型AlGaN层、P型GaN层和P型InGaN欧姆接触层，所述量子阱层自下而上包括周期性的GaN势垒层、第一变温势阱层、恒温势阱层、第二变温势阱层；所述第一变温势阱层是指由880-920℃降温至730-760℃过程中生长的InGaN层；所述恒温势阱层是指在730-760℃温度范围内某一恒定的温度条件下生长的InGaN层；所述第二变温势阱层是指由730-760℃升温至880-920℃过程中生长的InGaN层；

进一步优选的，所述第一变温势阱层是指由880℃降温至750℃过程中生长的InGaN层；所述恒温势阱层是指在750℃温度下生长的InGaN层；所述第二变温势阱层是指由750℃升温至880℃过程中生长的InGaN层。

2.根据权利要求1所述的一种提高势阱质量的LED外延结构，其特征在于，所述量子阱层的周期数为5-20；

进一步优选的，所述量子阱层的周期数为13。

3.根据权利要求1所述的一种提高势阱质量的LED外延结构，其特征在于，在一个周期内，所述GaN势垒层的厚度为10-20nm，所述第一变温势阱层的厚度为0.5-2nm，所述恒温势阱层的厚度为2-4nm，所述第二变温势阱层的厚度为0.5-2nm；

进一步优选的，在一个周期内，所述GaN势垒层的厚度为12nm，所述第一变温势阱层的厚度为0.7nm，所述恒温势阱层的厚度为3.0nm，所述第二变温势阱层的厚度为0.7nm。

4.根据权利要求1所述的一种提高势阱质量的LED外延结构，其特征在于，所述缓冲层的厚度为20-40nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2-3μm；所述n型AlGaN层的厚度30-60nm；所述n型GaN层的厚度2-3μm；所述P型AlGaN层的厚度为50-100nm；所述P型GaN层的厚度为150-300nm；所述P型InGaN欧姆接触层的厚度为2-10nm；

进一步优选的，所述缓冲层的厚度为23nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2.5μm；所述n型AlGaN层的厚度40nm；所述n型GaN层的厚度2μm；所述P型AlGaN层的厚度为40nm；所述P型GaN层的厚度为150nm；所述P型InGaN欧姆接触层的厚度为2nm。

5.根据权利要求1所述的一种提高势阱质量的LED外延结构，其特征在于，所述衬底层为蓝宝石衬底。

6.权利要求1-5任一所述LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括：

(1)将蓝宝石衬底放入金属有机物化学气相沉积设备的反应室中，处理生成所述衬底层；

(2)在所述衬底层上生长所述缓冲层；

(3)在所述缓冲层上生长所述非掺杂GaN层；

(4)在所述非掺杂GaN层上生长所述n型AlGaN层；

(5)在所述n型AlGaN层上生长所述n型GaN层；

(6)在所述n型GaN层上周期生长所述量子阱层，在一个周期内，按照以下步骤生长：

A、在气氛为氮气的反应室内，在生长温度为880-920℃、压力为200-400mbar的条件下，通入三乙基镓或三甲基镓，持续生长厚度为10-20nm的所述GaN势垒层，所述GaN势垒层中硅掺杂浓度为1E17-1E18atom/cm³；

B、将温度由880-920℃降至730-760℃，在所述GaN势垒层上连续生长所述第一变温势阱层，持续生长厚度为0.5-2nm，In摩尔量为50-100mole；

C、将温度由730-760℃降至730-760℃，在所述第一变温势阱层上连续生长所述恒温势阱层，持续生长厚度为2-4nm，In摩尔量为50-100mole；

D、将温度由730-760℃升至880-920℃，在所述恒温势阱层上连续生长所述第二变温势阱层，持续生长厚度为0.5-2nm，In摩尔量为50-100mole；

(7)在所述量子阱层上依次生长所述P型AlGaN层、P型GaN层和P型InGaN欧姆接触层。