[发明专利]一种多量子阱层、LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种多量子阱层，其特征在于，由x个InGaN量子阱层与(x+1)个GaN量子垒层交替层叠组成，x≥1；InGaN量子阱层的In组分所占摩尔比例为10％-20％；第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为5×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，第2个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层的硅掺杂浓度的y倍，第i个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为第1个GaN量子垒层硅掺杂浓度的y^i-1倍，0.5＜y＜1，1＜i≤x，第(x+1)个GaN量子垒层的硅掺杂浓度为0。

2.如权利要求1所述的多量子阱层，其特征在于，所述InGaN量子阱层的厚度为3-5nm，所述GaN量子垒层的厚度为10-15nm。

3.一种LED外延结构，其特征在于，其包括Si衬底，在Si衬底上依次生长出AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层、如权利要求1-2任意一项所述的多量子阱层、电子阻挡层及p-GaN层。

4.如权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述AlN缓冲层厚度为1-200nm，所述AlGaN缓冲层的厚度为500-700nm，所述u-GaN层的厚度为600-800nm，所述n-GaN层的厚度为2.0-2.5μm，Si掺杂浓度为5×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3。

5.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述电子阻挡层的材料为AlGaN、InAlN或AlInGaN，厚度为20-50nm，Mg掺杂浓度为5×10¹⁷-1×10²⁰cm^-3。

6.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，p-GaN层的厚度为200-300nm，Mg掺杂浓度为5×10¹⁷-1×10²⁰cm^-3。

7.如权利要求3-6任意一项所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，包括：

1)衬底选取步骤：选用Si衬底；

2)AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在Si衬底上依次生长AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、u-GaN层、n-GaN层；

3)多量子阱层生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在n-GaN层生长多量子阱层；

4)电子阻挡层、p-GaN层的生长步骤：采用金属有机化学气相沉积工艺在多量子阱层上依次生长电子阻挡层、p-GaN层。

8.如权利要求7所述的LED外延结构的制作方法，其特征在于，步骤2)中，具体工艺条件如下：

AlN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；

AlGaN缓冲层的工艺条件为：反应室温度为1100℃，反应室压力为70Torr；

u-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr；

n-GaN层的工艺条件为：反应室温度为1000℃，反应室压力为200Torr。