[发明专利]一种LED倒装芯片的紫光外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，自下而上依次包括：衬底、高温AlGaN缓冲层、N型AlGaN电子阻挡层、超晶格N型AlGaN层、超晶格AlGaN/AlInGaN层、Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N发光有源区、最后一个Al_X3Ga_1－X3N量子垒层、P型AlGaN/AIInGaN电子阻挡层、P型AlGaN层和接触层；

其中，所述Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N发光有源区包括多个AlInGaN量子阱层和多个AlInGaN量子垒层，多个AlInGaN量子阱层和多个AlInGaN量子垒层交错层叠设置，使得第一个所述AlInGaN量子垒层靠近超晶格AlGaN/AlInGaN层设置，最后一个所述AlInGaN量子阱层靠近所述最后一个Al_X3Ga_1－X3N量子垒层设置，且所述AlInGaN量子阱层和所述AlInGaN量子垒层均为Al组分渐变层；所述AlInGaN量子阱层中Al组分渐变为5％～10％～20％～10％～5％的先递增再递减渐变；所述AlInGaN量子垒层中Al组分渐变为10％～20％的递增渐变。

2.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N的周期数为5～7。

3.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述超晶格N型AlGaN层的周期数为50～100。

4.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述超晶格AlGaN/AlInGaN层的周期数为3～10。

5.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述超晶格N型AlGaN层为Si掺杂的超晶格N型AlGaN层，其中，Si为delta掺杂。

6.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述P型AlGaN/AIInGaN电子阻挡层为Mg掺杂的P型AlGaN/AIInGaN电子阻挡层，其中，Mg为delta掺杂。

7.如权利要求1所述的一种LED倒装芯片的紫光外延结构，其特征在于，所述衬底由图形化蓝宝石以及在其上镀一层10nm－30nm厚的AlN构成。

8.一种LED倒装芯片的紫光外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将图形化蓝宝石镀一层10nm－30nm厚的AlN作为衬底置于MOCVD(金属有机化合物气相外延)反应室中；

(2)在温度为1050～1100℃、反应室压力为150～200torr、转速为1200转/分钟、H₂载气、V/III摩尔比为100～300下生长高温AlGaN缓冲层；

(3)在温度为1050～1100℃、反应室压力为150～200torr、转速为1200转/分钟、H₂载气、V/III摩尔比为100～300下生长N型AlGaN电子阻挡层；

(4)在温度为1050～1100℃、反应室压力为150～200torr、转速为1200转/分钟、H₂载气、V/III摩尔比为100～300下生长多周期Si掺杂的超晶格N型AlGaN层，其中，所述超晶格N型AlGaN层的周期数为50～100，Si为delta掺杂；

(5)在温度为880～920℃、反应室压力为150～200torr、转速为500转/分钟、H₂载气下生长多周期的超晶格AlGaN/AlInGaN层，其中，所述超晶格AlGaN/AlInGaN层的周期数为3～10；

(6)在温度为880～920℃、反应室压力为150～200torr、转速为500转/分钟，H₂载气下生长多周期的Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N发光有源区，其中，所述Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N发光有源区的为5～7，所述Al_x1In_y1Ga_1－x1－y1N/Al_x2In_y2Ga_1－x2－y2N发光有源区包括多个AlInGaN量子阱层和多个AlInGaN量子垒层，多个AlInGaN量子阱层和多个AlInGaN量子垒层交错层叠设置，使得第一个所述AlInGaN量子垒层靠近超晶格AlGaN/AlInGaN层设置，最后一个为AlInGaN量子阱，且所述AlInGaN量子阱层中Al组分渐变为5％～10％～20％～10％～5％的先递增再递减渐变，所述AlInGaN量子垒层中Al组分渐变为10％～20％的递增渐变；

(7)在温度为900～950℃、反应室压力为150～200torr、转速为500转/分钟、H₂载气下生长最后一个Al_X3Ga_1－X3N量子垒层；

(8)在温度为850～900℃、反应室压力为50～100torr、转速为1000转/分钟、H₂载气下生长Mg掺杂的P型AlGaN/AIInGaN电子阻挡层，其中，Mg为delta掺杂；

(9)在温度为950～1000℃、反应室压力为100～150torr、转速为1000转/分钟、H₂载气下依次生长P型AlGaN层和接触层。