[发明专利]LED器件外延结构及其制作方法

说明书

本申请公开了一种LED器件外延结构，包括依次形成于衬底上的未掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和p型掺杂的GaN层，所述电子阻挡层包括依次叠加的第一阻挡层和第二阻挡层，所述第一阻挡层为Al组分自下向上渐变增加的Al_xGa_1‑xN层，0＜x≤0.15，所述第二阻挡层为Al_0.15Ga_0.85N层。本申请还公开了一种LED器件外延结构的制作方法。本发明的电子阻挡层，通过Al组分的渐变设计，可以大大增加量子阱有源区的空穴浓度，增强电子约束能力，减小电子阻挡层和量子阱层之间的极化效应。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种LED器件外延结构及其制作方法。

背景技术

在LED(Light Emitting Diode，发光二极管)产业的发展中，宽带隙(Eg＞2.3eV)半导体材料GaN发展异常迅速，GaN基LED很快实现了商业化。

现有的GaN基发光二极管中，通常设置一AlGaN电子阻挡层减小电子溢流，但是AlGaN电子阻挡层中存在比较强的极化场，空穴注入效率和电子约束能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED器件外延结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种LED器件外延结构，包括依次形成于衬底上的未掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和p型掺杂的GaN层，所述电子阻挡层包括依次叠加的第一阻挡层和第二阻挡层，所述第一阻挡层为Al组分自下向上渐变增加的Al_xGa_1-xN层，0＜x≤0.15，所述第二阻挡层为Al_0.15Ga_0.85N层。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述多量子阱层为InGaN/GaN多量子阱层。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述多量子阱层由2～10对InGaN层与GaN层依次堆叠组成。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述多量子阱层中每层InGaN层的厚度为6nm，每层GaN层的厚度为10nm。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述n型掺杂的GaN层和多量子阱层之间设置有应力释放层。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述应力释放层为超晶格结构，所述应力释放层的每个周期包括In_xGa_1-xN层和生长在所述In_xGa_1-xN层之上的GaN层，0<x＜y。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述第一阻挡层的厚度为15nm。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述第二阻挡层的厚度为5nm。

优选的，在上述的LED器件外延结构中，所述衬底为蓝宝石。

本申请还公开了一种LED器件外延结构的制作方法，包括：

(1)、提供蓝宝石衬底；

(2)、采用MOCVD设备，在500℃的温度下，在蓝宝石衬底上依次生长未掺杂的GaN层和n型掺杂的GaN层；

(3)、在温度为700℃～800℃生长InGaN/GaN多量子阱层，周期数为2～10；

(4)、在温度700℃～900℃，生长电子阻挡层；

(5)、在温度1000℃，生长p型掺杂的GaN层。