[发明专利]基于C掺杂电流扩展层的GaN基发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于C掺杂电流扩展层的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，所述GaN基发光二极管的制备方法包括：

选取蓝宝石衬底层；

在所述蓝宝石衬底层上生长AlN成核层；

在所述AlN成核层上生长U型GaN层；

在所述U型GaN层上生长第一层n型GaN层；

在所述第一层n型GaN层上生长第二层C掺杂GaN层；

在所述第二层C掺杂GaN层上生长第三层n型GaN层，所述第一层n型GaN层、所述第二层C掺杂GaN层和所述第三层n型GaN层组成三层结构的n型GaN层；

在所述第三层n型GaN层上生长多量子阱结构，所述多量子阱结构包括若干周期的量子阱，所述量子阱包括In_xGa_1-xN阱层和位于所述In_xGa_1-xN阱层上的GaN势垒层；

在所述多量子阱结构上生长p型GaN层；

刻蚀n型电极接触区，以暴露第一层n型GaN层；

在所述n型电极接触区的第一层n型GaN层上沉积n型电极和在p型GaN层上沉积p型电极，以完成GaN基发光二极管的制作。

2.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，选取蓝宝石衬底层，包括：

将所述蓝宝石衬底层进行清洗；

在900-1200℃温度条件下，对所述蓝宝石衬底层进行5-10min的热处理；

在1000-1100℃温度条件下，对热处理后的所述蓝宝石衬底层进行3-5min的氮化处理。

3.根据权利要求2所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述蓝宝石衬底层上生长AlN成核层，包括：

采用MOCVD工艺在氮化后的所述蓝宝石衬底层上生长厚度为20-50nm的AlN成核层。

4.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述AlN成核层上生长U型GaN层，包括：

采用MOCVD工艺在AlN成核层上生长厚度为2-3μm的U型GaN层。

5.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述U型GaN层上生长第一层n型GaN层，包括：

通入氨气、镓源和硅源，采用MOCVD工艺在所述U型GaN层上生长所述第一层n型GaN层。

6.根据权利要求5所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述第一层n型GaN层上生长第二层C掺杂GaN层，包括：

关闭硅源，保持氨气、镓源的流量不变，在第二温度条件下，采用MOCVD工艺在所述第一层n型GaN层上生长第二层C掺杂GaN层，其中，所述第二温度低于所述第一温度。

7.根据权利要求6所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述第二层C掺杂GaN层上生长第三层n型GaN层，包括：

通入硅源，保持氨气、镓源的流量不变，在第一温度条件下，采用MOCVD工艺在所述第二层C掺杂GaN层上生长第三层n型GaN层。

8.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，单层所述In_xGa_1-xN阱层的厚度为2-5nm，单层所述GaN势垒层的厚度为9-15nm，其中，In含量x的调整范围为0.1-0.7。

9.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征在于，刻蚀n型电极接触区，以暴露第一层n型GaN层，包括：

采用光刻工艺刻蚀掉一端的所述p型GaN层、所述多量子阱结构、所述第三层n型GaN层、所述第二层C掺杂GaN层和部分深度的所述第一层n型GaN层，以暴露剩余的所述第一层n型GaN层。

10.一种基于C掺杂电流扩展层的GaN基发光二极管，其特征在于，利用权利要求1至9任一项所述的GaN基发光二极管的制备方法进行制备，所述GaN基发光二极管包括：

蓝宝石衬底层；

AlN成核层，位于所述蓝宝石衬底层上；

U型GaN层，位于所述AlN成核层上；

第一层n型GaN层，位于所述U型GaN层上，且所述第一层n型GaN层具有第一上表面和第二上表面，且所述第二上表面位于所述第一上表面之下；

第二层C掺杂GaN层，位于所述第一层n型GaN层的第一上表面上；

第三层n型GaN层，位于所述第二层C掺杂GaN层上；

多量子阱结构，位于所述第三层n型GaN层上，所述多量子阱结构包括若干周期的量子阱，所述量子阱包括In_xGa_1-xN阱层和位于所述In_xGa_1-xN阱层上的GaN势垒层；

p型GaN层，位于所述多量子阱结构上；

n型电极，位于所述第一层n型GaN层的第二上表面上；

p型电极，位于所述p型GaN层上。