[发明专利]GaN基发光二极管外延结构及其制备方法在审
| 申请号： | 201910802190.1 | 申请日： | 2019-08-28 |
| 公开（公告）号： | CN110518100A | 公开（公告）日： | 2019-11-29 |
| 发明（设计）人： | 卢国军;游正璋 | 申请（专利权）人： | 映瑞光电科技(上海)有限公司 |
| 主分类号： | H01L33/06 | 分类号： | H01L33/06;H01L33/32;H01L33/14;H01L33/00 |
| 代理公司： | 44224 广州华进联合专利商标代理有限公司 | 代理人： | 傅康<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
| 地址： | 200135 上海*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 非掺杂层 势垒 叠设 禁带 势阱 外延结构 发光层 量子阱 空穴 电子阻挡层 多层结构 复合发光 逐渐变窄 变窄 衬底 制备 发光 申请 | ||
1.一种GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，包括：
衬底；
N型外延层，位于所述衬底上；
量子阱发光层，位于所述N型外延层上，所述量子阱发光层包括多个交替叠设的势阱和势垒，其中，各所述势垒包括依次叠设的第一非掺杂层、P型掺杂掺层、第二非掺杂层、N型掺杂层和第三非掺杂层，所述P型掺杂层的禁带宽度大于所述第一非掺杂层的禁带宽度且小于所述第二非掺杂层的禁带宽度，所述N型掺杂层的禁带宽度大于所述第三非掺杂层的禁带宽度且小于所述第二掺杂层的禁带宽度；
电子阻挡层，位于所述量子阱发光层上；及
P型外延层，位于所述电子阻挡层上。
2.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，所述第二非掺杂层的厚度大于所述第一非掺杂层的厚度和所述第三非掺杂层的厚度。
3.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，自所述衬底至所述P型外延层方向，所述势垒中的第二非掺杂层的厚度逐渐增大，所述势垒中的P型掺杂层的厚度逐渐增大，所述势垒中的N型掺杂层的厚度逐渐减小。
4.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，在所述势垒中，各所述非掺杂层的厚度不超过4nm，所述N型掺杂层的厚度不超过6nm，所述P型掺杂层的厚度不超过5nm，所述势阱和所述势垒的数量相同为6层～12层。
5.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，各所述势阱的厚度范围为2.0nm～4.0nm，各所述势垒的厚度范围为4nm～10nm。
6.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，自所述衬底至所述P型外延层方向，所述势垒中的N型掺杂层的掺杂浓度逐渐减小，所述势垒中的P型掺杂层的掺杂浓度逐渐增大。
7.如权利要求6所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，所述N型掺杂层的掺杂浓度范围为5.0E16cm-3～5.0E18cm-3，所述P型掺杂层的掺杂浓度范围为5.0E16cm-3～5.0E18cm-3。
8.如权利要求1所述的GaN基发光二极管外延结构，其特征在于，所述势阱为Alx1Iny1Ga1-x1-y1N层，所述势垒为Alx2Iny2Ga1-x2-y2N层，其中0≤x1≤0.3，0≤x2≤0.3，0≤y1≤0.2，0≤y2≤0.2。
9.一种GaN基发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上生长N型外延层；
在所述N型外延层上生长多个交替叠设的势阱和势垒以构成量子阱发光层，其中，生长所述势垒的步骤包括生长依次叠设的第一非掺杂层、P型掺杂掺、第二非掺杂层、N型掺杂层和第三非掺杂层，所述P型掺杂层的禁带宽度大于所述第一非掺杂层的禁带宽度且小于所述第二非掺杂层的禁带宽度，所述N型掺杂层的禁带宽度大于所述第三非掺杂层的禁带宽度且小于所述第二掺杂层的禁带宽度；
在所述量子阱发光层上生长电子阻挡层；及
在所述电子阻挡层上生长P型外延层。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，自所述衬底至所述P型外延层方向，所述P型掺杂层的生长温度逐渐降低。
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