[实用新型]一种高晶体质量的外延结构

说明书

本实用新型公开了一种高晶体质量的外延结构，从下至上依次包括衬底、AlN薄膜层、高温缓冲层、非掺氮化镓层、N型层、多量子阱有源层、电子阻挡层、P型层以及P型接触层，所述AlN薄膜层的材料为AlN，所述高温缓冲层的材料为AlGaN或GaN。

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种高晶体质量的外延结构。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。

在现有技术中，由于蓝宝石衬底和GaN之间存在较大的晶格失配，为了减少晶格失配，需要在两者之间形成一层低温氮化镓缓冲层。但由于低温氮化镓缓冲层的结晶质量非常差，影响在其上生长的外延层的晶体质量，从而降低外延层的整体质量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种高晶体质量的外延结构，在衬底上形成一层AlN薄膜层，以提高外延层的晶体质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了1、一种高晶体质量的外延结构，其特征在于，从下至上依次包括衬底、AlN薄膜层、高温缓冲层、非掺氮化镓层、N型层、多量子阱有源层、电子阻挡层、P型层以及P型接触层，所述AlN薄膜层的材料为AlN，所述高温缓冲层的材料为AlGaN或GaN。

作为上述方案的改进，所述高温缓冲层的生长温度为700～1000℃

作为上述方案的改进，所述高温缓冲层的生长压力为100～500Torr。

作为上述方案的改进，所述高温缓冲层的生长温度为800～850℃，生长压力为100～200Torr。

作为上述方案的改进，所述高温缓冲层在经过清洗的AlN薄膜层上形成。

作为上述方案的改进，采用酸液或碱液对所述AlN薄膜层进行清洗，酸液为硫酸、磷酸和H₂O₂中的一种，碱液为KOH或NaOH。

作为上述方案的改进，所述AlN薄膜层的清洗时间为2～5min，清洗温度为40～60℃。

作为上述方案的改进，所述AlN薄膜层的厚度为5～50nm，所述高温缓冲层的厚度为5～100nm。

作为上述方案的改进，所述多量子阱有源层包括相互间隔设置的至少一层垒层与至少一层阱层，所述阱层包括第一N-GaN层，设于所述第一N-GaN层上的电流均化层，以及设于所述电流均化层上的第二N-GaN层，所述电流均化层通过在GaN中掺杂电阻率＞2.4×10^-6Ω·cm的高电阻率材料形成。

作为上述方案的改进，所述电子阻挡层的材料为AlN或AlGaN，厚度为1～100nm。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型公开的一种高晶体质量的外延结构，从下至上依次包括衬底、AlN薄膜层、高温缓冲层、非掺氮化镓层、N型层、多量子阱有源层、电子阻挡层、P型层以及P型接触层，所述AlN薄膜层的材料为AlN，所述高温缓冲层的材料为AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)。本实用新型通过AlN薄膜层和高温缓冲层的相互配合，整体提高外延结构的晶体质量，同时降低晶格失配。

进一步地，本实用新型的高温缓冲层在经过清洗的AlN薄膜层上形成。具体的，采用酸液或碱液对所述AlN薄膜层进行清洗。经过酸液或碱液清洗后的AlN薄膜层，其XRD002/102HW变小，有效减少AlN薄膜层和高温缓冲层的晶格失配，从而提高晶体质量。

附图说明

图1是本实用新型外延结构的示意图；