[实用新型]一种InAlGaN超晶格结构及具有其的发光二极管芯片

说明书

本实用新型涉及一种InAlGaN超晶格结构及具有其的发光二极管芯片，该InAlGaN超晶格结构为多周期循环结构，每一个周期都包括InGaN阱层、位于所述InGaN阱层上的InAlGaN盖层、位于所述InAlGaN盖层上的GaN盖层和位于所述GaN盖层上的n型InAlGaN垒层。该结构的InAlGaN超晶格结构为低温InAlGaN超晶格结构，其能有效地缓解晶体中的应力，抑制线性位错的延伸，从而降低核心区域量子阱垒层的缺陷密度，提高量子阱质量，进而提高紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，涉及一种InAlGaN超晶格结构及具有其的发光二极管芯片。

背景技术

现有的发光二极管外延结构，尤其是紫外GaN基发光二极管的外延结构中，现有的InAlGaN层的生长温度远高于量子阱垒层的生长温度，其不能起到量子阱垒层的作用。这样，如果量子阱垒层周期数量太少，那么会影响发光效率。而如果量子阱垒层的周期数量太多，那么会降低载流子注入效率同时使工作电压升高。因此，如何合理设置量子阱的周期数量一直是一个难题。

同时，在量子阱垒层的生长过程中，由于位于其下方的InAlGaN 层的生长温度高于量子阱垒层的生长温度，导致量子阱垒层在生长时容易形成应力集中，以及晶体错位，导致量子阱垒层出现缺陷密度，降低其质量，从而影响紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的 InAlGaN超晶格结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种 InAlGaN超晶格结构及具有其的发光二极管芯片，该InAlGaN超晶格结构为低温InAlGaN超晶格结构，其能有效地缓解晶体中的应力，抑制线性位错的延伸，从而降低核心区域量子阱垒层的缺陷密度，提高量子阱质量，进而提高紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种InAlGaN超晶格结构，其特征在于，该InAlGaN超晶格结构为多周期循环结构，每一个周期都包括InGaN阱层、位于所述InGaN 阱层上的InAlGaN盖层、位于所述InAlGaN盖层上的GaN盖层和位于所述GaN盖层上的n型InAlGaN垒层。

优选地，其中，该InAlGaN超晶格结构为2-20个周期循环结构。

优选地，其中，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃，厚度为0.5～5nm，In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.1，生长速率为 0.005nm/s-0.06nm/s。

优选地，其中，所述InAlGaN盖层的生长温度为600℃～700℃，厚度为0.001～5nm，In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，生长速率为0.005nm/s-0.06nm/s。

优选地，其中，所述GaN盖层的生长温度为600℃～700℃，厚度为0.5～10nm，生长速率为0.005nm/s-0.06nm/s。

优选地，其中，所述n型InAlGaN垒层的生长温度为600℃～ 700℃，厚度为5～20nm，In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与 Ga的原子摩尔比为0.001～0.2，n型掺杂源为硅烷，n型掺杂浓度为 1E+16cm^-2～1E+18cm^-2，生长速率为0.02nm/s-0.2nm/s。

此外，本实用新型还提供一种具有上述InAlGaN超晶格结构的发光二极管外延结构，其特征在于，所述发光二极管外延结构包括自下而上设置的衬底、N型掺杂层、所述InAlGaN超晶格结构层、量子阱垒层和P型掺杂层。

优选地，其中，所述衬底与所述N型掺杂层之间还设置有缓冲层。