[发明专利]GaN基蓝绿光二极管外延结构及其制备方法、LED

说明书

本发明公开了GaN基蓝绿光二极管外延结构及其制备方法、LED，涉及光电子制造技术领域。其中，蓝绿光二极管的制备方法为：在衬底上依次生长第一AlGaN层、第二AlGaN层、非掺杂GaN层、u‑GaN层、n‑GaN层、多量子阱层、低温p‑GaN层、p‑AlGaN层、高温p‑GaN层、p‑GaN接触层；最后在600‑900℃退火处理3～15min，即得。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；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。实施本发明，可提高发光二极管的抗静电强度和发光强度。

技术领域

本发明涉及光电子制造技术领域，尤其涉及一种GaN基蓝绿光二极管外延结构及其制备方法、LED。

背景技术

近年来GaN材料的研究和应用得到迅速发展，这主要是与GaN生长工艺的改进、P型掺杂及InGaN量子阱的成功实现有光。

目前所生长的GaN质量较差，位错密度高，主要原因是没有晶格匹配的适合衬底，这个问题的根本解决还要靠III族氮化物的大面积单晶制备成功。目前有的GaN单晶衬底或者面积太小价格高昂，或者本身位错密度也较高，因此目前只有采用异质衬底外延生长GaN。有人在C面蓝宝石和R面蓝宝石两种不同失配度地衬底上都生长了GaN，通过改进缓冲层使晶体的质量有了明显提高。根据在Si衬底上外延GaAs取得的成功经验来看，适合的缓冲层在异质外延生长中确实是极为重要的。

传统的LED外延采用了低温的GaN或AlN作为缓冲层，然后升高温生长高质量的GaN。GaN或AlN作缓冲层确实对后面GaN的生长起到很好的缓冲作用，有效地控制外延位错密度，有效地提高了GaN的晶体质量。但是这种方法很难把握好高温GaN层与缓冲层之间的关系，高温生长GaN时温度太高对GaN 或AlN缓冲层的影响很不利，特别是在PSS衬底上生长完低温的GaN buffer层后直接升温生长GaN，很难得到高质量的GaN，而且很难控制好GaN外延表面形貌。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其可提升二极管的抗静电性能和发光强度。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种GaN基蓝绿光二极管。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种蓝绿光LED。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种GaN基蓝绿光二极管外延结构的制备方法，其包括：

(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；