[发明专利]一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备高亮度同质LED的方法

摘要

发明提供一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备具有新型空穴扩展层结构的同质LED的方法。具体方案在InGaN/GaN多量子阱有源层和p‑GaN层之间，优化设计其中Al组分、In组分以及p型掺杂浓度随生长厚度或周期增加而梯度变化的空穴扩展层如组分及掺杂渐变的单层p‑AlInGaN空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑AlInGaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑InGaN/GaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑AlInGaN/InGaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；通过优化生长所述空穴扩展层的方法，改善LED电流扩展效果，有效提高同质LED发光效率。本发明看好其应用前景。

主权项

一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备高亮度同质LED的方法，其特征在于，在InGaN/GaN多量子阱有源层和p‑GaN之间，优化生长新型的Al组分、In组分以及p掺杂梯度变化的空穴扩展层，该方法包括以下步骤：步骤一，将GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底放入金属有机化合物气相外延反应室中，在氢气（H2）气氛下，升温至700℃，向反应室中通入NH3，保护GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底，升温至1050℃，在反应室压力100torr‑300torr，在H2气氛下，生长2‑4微米厚n‑GaN层；步骤二，在氮气（N2）气氛下，在820℃，生长5‑10个周期的n‑Inx1Ga1‑x1N/GaN超晶格电流扩展层,其中电流扩展层中In组分小于有源区中In组分；在N2气氛下，在750℃至850℃，生长5‑10周期InxGa1‑xN/GaN多量子阱有源层；在有源层之上，在H2 、N2混合气氛下，在780℃‑850℃，生长Al组分、In组分以及p掺杂梯度变化的超晶格空穴扩展层；接着在H2气氛下，在950℃，生长p‑AlGaN电子阻挡层；步骤三，在H2气氛下，在950℃‑1040℃，生长p‑GaN层。