[发明专利]一种LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED外延结构的制备方法，其特征在于，包含以下过程：

步骤一、在衬底上生长缓冲层；

步骤二、在缓冲层上生长非掺杂层；所述非掺杂层包含有多周期结构，每个周期进一步包含低温生长的LTGaN层，以及高温生长的第一HTGaN层、AlGaN层、第二HTGaN层；

步骤三、在所述非掺杂层上生长N型层；

步骤四、在所述N型层生长结束后，生长多周期应力调节结构(GaN/In_xGa_1-xN)_n1；

步骤五、在所述多周期应力调节结构(GaN/In_xGa_1-xN)_n1生长结束后，生长发光层多周期量子阱结构(GaN/In_aGa_1-aN)_n2；

步骤六、在所述发光层多周期量子阱结构(GaN/In_aGa_1-aN)_n2生长结束后，生长P型电子阻挡层；

步骤七、在所述P型电子阻挡层上生长p-GaN层。

2.如权利要求1所述LED外延结构的制备方法，其特征在于，

步骤二中，所述非掺杂层的多周期结构的周期数大于3；

所述LTGaN层的生长温度为750～950℃，载气为氢气和氮气，氢气和氮气的摩尔比为0～0.6，以氮气为主；厚度为60nm～1μm；生长成粗糙的三维岛状形貌；

生长完LTGaN层之后，生长温度从750～950℃升到950～1200℃，载气为氢气和氮气，氮气和氢气的摩尔比为0.05～0.6，以氢气为主，在升温退火过程中，去除掉结晶质量差的部分；

所述第一HTGaN层、AlGaN层、第二HTGaN层的组合，生长温度为950～1200℃，载气为氢气和氮气，氮气和氢气的摩尔比为0.05～0.6，以氢气为主；该组合的厚度为120nm～1.5μm；AlGaN层的厚度为10nm～150nm；生长模式从三维岛状生长过渡到二维侧向生长。

3.如权利要求1或2所述LED外延结构的制备方法，其特征在于，

步骤二中，所述非掺杂层的生长温度在750～1200℃，反应腔压力100～600Torr，所述非掺杂层整体的生长厚度为2.0～4.0um；所述非掺杂层是GaN，AlGaN，AlInGaN中的任意一种或这些材料的复合层；

所述非掺杂层还包含在缓冲层上生长的第一非掺杂结构，所述多周期结构生长在所述第一非掺杂结构上。

4.如权利要求3所述LED外延结构的制备方法，其特征在于，

步骤一中的衬底是蓝宝石、GaN、AlN、Si、SiC中的任意一种或这些衬底的复合衬底；

所述缓冲层的生长温度500～900℃，反应腔压力100～600Torr，生长厚度为10～40nm，其材料是GaN，AlGaN，AlInGaN中的任意一种或这些材料的复合层。

5.如权利要求3所述LED外延结构的制备方法，其特征在于，

步骤三中N型层的生长温度在1000～1200℃之间，反应腔压力100～400Torr，该N型层的生长厚度为2～4um，其材料是GaN，AlGaN、AlInGaN中的任意一种或这几种材料的复合层，N型层中的Si掺杂浓度在1.5E19atoms/cm³-3E19atoms/cm³之间。