[发明专利]GaN基蓝绿光二极管外延结构及其制备方法、LED

权利要求书

1.一种GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，包括：

(1)提供衬底；

(2)在所述衬底上生长第一AlGaN层；其中，第一AlGaN层的生长温度为500-900℃，生长压力为100-600Torr，V/Ⅲ比为50-1000；其厚度为10-300nm；

(3)在所述第一AlGaN层上生长第二AlGaN层；其中，第二AlGaN层的生长温度为800-1000℃，生长压力为200-500Torr，V/Ⅲ比为500-2500；其厚度为10-300nm；

(4)在所述第二AlGaN层上生长非掺杂GaN层；其中，非掺杂GaN层的生长温度为900-1100℃，生长压力为200-500Torr，V/Ⅲ比为500-2500；其厚度为0.5-1.5μm；

(5)在所述非掺杂GaN层上生长u-GaN层；

(6)在所述u-GaN层上生长n-GaN层；

(7)在所述n-GaN层上生长多量子阱层；

(8)在所述多量子阱层上生长低温p-GaN层；

(9)在所述低温p-GaN层上生长p-AlGaN层；

(10)在所述p-AlGaN层上生长高温p-GaN层；

(11)在所述高温p-GaN层上生长p-GaN接触层；

(12)将步骤(11)得到的衬底在600-900℃退火处理3～15min，即得到GaN基蓝绿光二极管外延结构成品。

2.如权利要求1所述的GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，第二AlGaN层的生长温度均匀升高，生长压力均匀降低。

3.如权利要求1所述的GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，AlGaN层厚度为10-300nm，Al组分为2％-5％，AlGaN是2-10个周期的AlGaN/GaN超晶格结构，AlGaN厚度为5-10nm，GaN厚度为10-20nm。

4.如权利要求1所述的GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，u-GaN层的生长温度为1100-1150℃，生长压力为200-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为500-2500；

步骤(6)中，n-GaN层的生长温度为1100-1150℃，生长压力为200-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为500-2500；

u-GaN层和n-GaN层的总厚度为3-5μm。

5.如权利要求1所述的GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，多量子阱层包括浅阱层和有源层，所述浅阱层包括3-10个依次层叠的In_xGa_1-xN势阱层和GaN势垒层；所述有源层包括6-20个依次层叠的In_yGa_1-yN势阱层和n型掺杂GaN势垒层；其中，x为0～0.1，y为0.2～0.5；

其中，In_xGa_1-xN势阱层的厚度为1-5nm，GaN势垒层的厚度为10-30nm；所述In_yGa_1-yN势阱层的厚度为2-5nm，n型掺杂GaN势垒层的厚度为5-15nm。

6.如权利要求5所述的GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述In_xGa_1-xN势阱层的生长温度为850-950℃，生长压力为100-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为500-10000；

所述GaN势垒层的生长温度为850-950℃，生长压力为100-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为500-10000；

所述In_yGa_1-yN势阱层的生长温度为750-850℃，生长压力为100-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为2000-20000；

所述n型掺杂GaN势垒层的生长温度为850-950℃，生长压力为100-500Torr，Ⅴ/Ⅲ比为2000-20000。