[发明专利]一种LED外延结构及生长方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，其特征在于，包括衬底(1)以及依次层叠设置在衬底(1)上的第一半导体层(2)、超晶格层(3)、发光层(4)及第二半导体层(5)；

所述超晶格层(3)包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的AlInGaN层(3.1)、SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，第二半导体层上还设有ITO层(6)和保护层(7)。

3.根据权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述第一半导体层(2)的厚度为200-400nm；所述超晶格层(3)的厚度为150-250nm；所述发光层(4)的厚度为200-300nm；所述第二半导体层(5)的厚度为100-200nm。

4.一种LED外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在衬底(1)上生长第一半导体层(2)，所述第一半导体层(2)包括不掺杂的U型GaN层(2.1)和掺杂Si的N型GaN层(2.2)；

步骤二：在第一半导体层(2)中掺杂Si的N型GaN层(2.2)上生长超晶格层(3)；

步骤三：在超晶格层(3)上生长发光层(4)；

步骤四：在发光层上生长第二半导体层(5)；

所述步骤二中的超晶格层(3)包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置AlInGaN层(3.1)、SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)。

5.根据权利要求4所述的LED外延生长方法，其特征在于，所述步骤二中，超晶格层(3)包括依次生长的10-20个超晶格单体。

6.根据权利要求4所述的LED外延生长方法，其特征在于，所述步骤二中超晶格单体的具体生长方法为：保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH₃、120-250sccm的TEGa、20-50sccm的TMAl和1000-1500sccm的TMIn，生长2-4nm的AlInGaN层(3.1)；保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH₃、1000-1500sccm的TMIn和1-2sccm的SiH₄，生长1-2nm的SiInN层(3.2)；保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH₃、100-150sccm的TMIn、400-1000sccm的TEGa和10-20sccm的SiH₄，生长10-20nm的SiInGaN层(3.3)。

7.根据权利要求4所述的LED外延生长方法，其特征在于，所述步骤一中，保持温度900-1200℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa和100-130L/min的H₂，在衬底(1)上持续生长2-4μm不掺杂的U型GaN层(2.1)。

8.根据权利要求7所述的LED外延生长方法，其特征在于，保持温度和反应腔压力不变，通入流量为30000-60000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H₂和2-10sccm的SiH₄，在不掺杂的U型GaN层(2.1)上持续生长200-400nm掺杂Si的N型GaN层(2.2)，Si掺杂浓度为5E17-1E18。