[实用新型]一种具有双缓冲层的GaN基LED外延结构

说明书

本实用新型公开了一种具有双缓冲层的GaN基LED外延结构，所述外延结构为由蓝宝石衬底、Al₂O₃缓冲层、低温GaN缓冲层、非故意掺杂高温GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层依次层叠的层叠结构。本实用新型在蓝宝石衬底与低温GaN缓冲层之间具有Al₂O₃缓冲层，通过Al₂O₃缓冲层和低温GaN缓冲层的双层缓冲作用，提高GaN材料的晶体质量，从而提高LED的发光效率。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种具有双缓冲层的GaN基LED外延结构。

背景技术

GaN基LED由于具有光电转换效率高、寿命长、损耗低、无污染等显著优势，近些年来得到了突飞猛进的发展。在GaN基LED技术的发展过程中，整个产业链各个环节关键技术的应用为GaN基LED的产业化及其应用创造了条件。其中，外延技术对GaN基LED至关重要。外延技术的发展主要经历了三个突破，第一个突破是低温缓冲层技术的应用，使得GaN材料的晶体质量迅速提高，从此GaN材料的晶体质量实现了飞跃；第二个突破是p型GaN材料的成功制备，这为GaN基LED的大规模生产扫除了障碍；第三个突破是蓝宝石图形衬底的应用，使得GaN基LED的亮度大幅提高，为GaN基LED的大规模应用创造了条件。低温缓冲层技术的关键是制备低温GaN或AlN缓冲层，调节蓝宝石衬底与GaN的晶格失配，从而提高GaN材料的晶体质量，提高GaN基LED的发光效率。关于缓冲层结构，中国专利申请CN103296161A提出一种GaN基LED超晶格缓冲层结构，该超晶格缓冲层结构为由多个GaN层及多个Al_1-xGa_xN层相互交替的层叠结构，其中，0.01≤x≤1，且各Al_1-xGa_xN层中Ga组分x随层叠数的增加而递增。该专利仅采用GaN或AlN材料做缓冲层，缓冲效果有限。

发明内容

本实用新型针对现有缓冲层技术存在的不足，提出一种具有双缓冲层的GaN基LED外延结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有双缓冲层的GaN基LED外延结构，所述具有双缓冲层的GaN基LED外延结构为由蓝宝石衬底、Al₂O₃缓冲层、低温GaN缓冲层、非故意掺杂高温GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层依次层叠的层叠结构。

进一步地，所述蓝宝石衬底为蓝宝石平面衬底或蓝宝石图形衬底。

进一步地，所述Al₂O₃缓冲层由单层或多层Al₂O₃薄膜构成。

进一步地，所述Al₂O₃缓冲层的厚度为h，0＜h＜100nm。

本实用新型的有益效果是，本实用新型综合考虑蓝宝石衬底材料与GaN材料之间的晶格失配，在蓝宝石衬底与低温GaN或AlN缓冲层之间增加Al₂O₃缓冲层，不仅可以提高GaN基LED材料质量，而且可以提高GaN基LED的发光效率，具有非常重要的商业价值。

附图说明

图1是本实用新型具有双缓冲层的GaN基LED外延结构的结构示意图。

具体实施方式