[发明专利]一种白光发光二极管外延结构及其制作方法

权利要求书

1.一种白光发光二极管外延结构，包括依次设置的衬底、缓冲层、N型GaN层、应力释放层、有源层、阻挡层和P型GaN层，其特征在于，所述有源层包括若干个周期的量子阱结构，所述量子阱结构包括若干个蓝光量子阱层、若干个黄光量子阱层和一个GaN量子垒层，所述外延结构在预设驱动电流下激发出黄光和蓝光。

2.如权利要求1所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，所述蓝光量子阱层为In_xGa_1-xN(0.1≤x≤0.3)，所述黄光量子阱层为In_yGa_1-yN(0.4≤y≤0.5)。

3.如权利要求2所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，蓝光量子阱层的厚度与黄光量子阱层的厚度比例为(1:5)～(5:1)。

4.如权利要求1所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，所述有源层包括6～10个周期的量子阱结构，所述量子阱结构依次包括蓝光量子阱层、黄光量子阱层和GaN量子垒层。

5.如权利要求1所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，所述N型GaN层中Si掺杂浓度为1E18～3E19，厚度为1～5μm；所述P型GaN层中Mg掺杂浓度为1E18～1E22，厚度为10～100nm。

6.如权利要求1所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，所述应力释放层包括若干个周期的InGaN/GaN，InGaN的厚度小于10nm，GaN的厚度小于10nm。

7.如权利要求1所述的白光发光二极管外延结构，其特征在于，所述阻挡层为P型AlGaN层，所述P型AlGaN层中Al掺杂浓度为1E18～1E22，Mg掺杂浓度为1E18～2E22。

8.如权利要求1-7任一项所述的白光发光二极管外延结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、对衬底进行预处理；

二、在步骤(一)获得的衬底上依次形成缓冲层、N型GaN层和应力释放层；

三、完成步骤(二)后，在应力释放层上形成量子阱结构，所述量子阱结构包括若干个蓝光量子阱层、若干个黄光量子阱层和一个GaN量子垒层；

四、重复步骤(三)若干次；

五、完成步骤(四)后，依次形成阻挡层和P型GaN层。

9.如权利要求8所述的白光发光二极管外延结构的制作方法，其特征在于，在完成步骤(二)之后，将温度调整为600～900℃，反应腔压力维持在250～350mbar，生长厚度为1～6nm的In_xGa_1-xN(0.1≤x≤0.3)蓝光量子阱层；

将温度调整为600～900℃，反应腔压力维持在250～350mbar，生长厚度为1～6nm的In_yGa_1-yN(0.4≤y≤0.5)黄光量子阱层；

将温度调整为700～1000℃，反应腔压力维持在250～350mbar，生长厚度为10～100nm的GaN量子垒层。

10.如权利要求8所述的白光发光二极管外延结构的制作方法，其特征在于，在完成步骤(一)之后，将温度降低到500～900℃，反应腔压力维持在500～700mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为10～100nm的GaN层；

升高温度到900～1200℃，反应腔压力维持在250～350mbar，生长1～5μm的不掺杂GaN层；

在相同条件下，通入Si源，生长N型GaN层，Si掺杂浓度为1E18～3E19，厚度为1～5μm；

降低温度到600～1000℃，生长若干个周期的InGaN/GaN应力释放层；

在完成步骤(四)后，将温度调整为700～1000℃，反应腔压力维持在180～220mbar，通入Al源和Mg源，生长厚度为30～60nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度为1E18～1E22，Mg掺杂浓度为1E18～2E22；将温度调整为800～1000℃，反应腔压力维持在180～220mbar，通入Mg源，生长厚度为10～100nm的P型GaN层，Mg掺杂浓度为1E18～1E22。