[发明专利]一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法

权利要求书

1.一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、在一衬底上，生长氮化镓基的缓冲层、第一n型半导体层、有

源层和p型半导体层；

步骤S2、对所述p型半导体层进行活化，由于后续生长的第二n型半导体层将会阻止活化过程中氢的扩散，所以需要在生长第二n型半导体层之前进行高温退火；

步骤S3、对所述活化后的p型半导体层进行表面处理，去除表面污染物；

步骤S4、在所述表面处理后的p型半导体层上，生长氮化镓基的第二n

型半导体层；

其特征在于：所述第二n型半导体层采用二次外延生长，所述二次外延生长前,先对所述p型半导体层进行活化和表面处理，所述p型半导体层、第二n型半导体层各自均至少包含有两种以上不同的p型掺杂浓度层和n型掺杂浓度层，且所述p型半导体层和第二n型半导体层的界面形成隧道结。

2.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的衬底可以为蓝宝石（Al₂O₃）衬底、硅（Si）衬底、碳化硅（SiC）衬底、氮化铝（AlN）衬底、氮化镓（GaN）衬底、氧化镓（Ga₂O₃）衬底或氧化锌（ZnO）衬底中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S1和S4中的外延层生长是采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）的方式。

4.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的p型半导体层至少包含有两种以上不同的p型掺杂浓度层,所述p型半导体层的最表层具有和第二n型半导体层形成隧道结的p++重掺杂半导体层，所述p++重掺杂半导体层的厚度为5～50nm，Mg的掺杂浓度为5E19～1E21cm^-3。

5.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S2中高温退火的温度为450～700℃，退火时间为10～40分钟。

6.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的表面处理为10～20分钟的臭氧处理，用于去除p型半导体层表面的有机物和杂质；1～5分钟的酸处理，用于去除p型半导体层表面的镁，采用的酸可以为氢氟酸（HF）溶液。

7.根据权利要求1所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的第二n型半导体层依序包含有：和p型半导体层形成隧道结的n++重掺杂半导体层、n掺杂半导体层以及n+掺杂半导体层。

8.根据权利要求7所述的一种具有隧道结的氮化镓基发光二极管外延制备方法，其特征在于：所述n++重掺杂半导体层的厚度为5～50nm，Si的掺杂浓度为5E19～1E21cm^-3，所述n掺杂半导体层的厚度为100～2000nm，Si的掺杂浓度为1E18～5E19cm^-3，所述n+掺杂半导体层的厚度为5～50nm，Si的掺杂浓度为5E18～1E20cm^-3。