[发明专利]一种LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，其特征在于，包括：

依次层叠的衬底、第一半导体层、多量子阱层以及第二半导体层，所述多量子阱层包括M个周期性交替排布的量子阱层以及复合量子垒层；

其中，所述量子阱层为In_bGa_1-bN层，所述复合量子垒层包括依次层叠在所述量子阱层上的第一子层、第二子层、第三子层以及第四子层，所述第一子层为Al_xIn_yGa_1-x-yN层，所述第二子层为掺Be的Al_zGa_1-zN层，所述第三子层为Al_aGa_1-aN层，所述第四子层为第一未掺杂GaN层，所述第二子层中Be的掺杂浓度以及Al组分均沿所述第一半导体层朝向所述第二半导体层的方向逐渐增大；

在所述Al_xIn_yGa_1-x-yN层中，0yx0.5；在所述Al_aGa_1-aN层中，0a0.5，并且ax；在所述Al_zGa_1-zN层中，0z0.5。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述量子阱层和所述复合量子垒层交替排布的周期M取值范围为：8≤M≤10。

3.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述Al_zGa_1-zN层中Be的掺杂浓度为1E17atoms /cm³~1E19atoms /cm³。

4.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，在所述In_bGa_1-bN层中，0b0.5。

5.根据权利要求1~4任一所述的LED外延结构，其特征在于，所述第一半导体层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、三维成核层、第二未掺杂GaN层以及N型GaN层，所述缓冲层为AlN缓冲层、GaN缓冲层或AlGaN缓冲层中的任意一种或多种；

所述多量子阱层层叠于所述N型GaN层上；

所述第二半导体层包括依次层叠于所述多量子阱层上的P型AlGaN电子阻挡层以及P型GaN层。

6.一种LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一衬底；

在所述衬底上沉积第一半导体层；

在所述第一半导体层上交替沉积M个周期的量子阱层和复合量子垒层，以形成多量子阱层；

在最后一个周期的所述复合量子垒层上沉积第二半导体层；

其中，在所述量子阱层上依次沉积第一子层、第二子层、第三子层以及第四子层以形成所述复合量子垒层，所述量子阱层为In_bGa_1-bN层，所述第一子层为Al_xIn_yGa_1-x-yN层，所述第二子层为掺Be的Al_zGa_1-zN层，所述第三子层为Al_aGa_1-aN层，所述第四子层为第一未掺杂GaN层，所述第二子层中Be的掺杂浓度以及Al组分均沿所述第一半导体层朝向所述第二半导体层的方向逐渐增大；

在所述Al_xIn_yGa_1-x-yN层中，0yx0.5；在所述Al_aGa_1-aN层中，0a0.5，并且ax；在所述Al_zGa_1-zN层中，0z0.5。

7.根据权利要求6所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述第二子层的生长温度高于所述第一子层、所述第三子层以及所述第四子层的生长温度。

8.根据权利要求6所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，在所述衬底上依次沉积缓冲层、三维成核层、第二未掺杂GaN层以及N型GaN层，以形成所述第一半导体层，所述缓冲层为AlN缓冲层、GaN缓冲层或AlGaN缓冲层中的任意一种或多种；

在最后一个周期的所述复合量子垒层上依次沉积P型AlGaN电子阻挡层和P型GaN层，以形成所述第二半导体层。