[发明专利]一种提高氮化镓基LED发光二极管亮度的外延片及生长方法

摘要

本发明提供了一种提高氮化镓基LED发光二极管亮度的外延片及生长方法，以图形化蓝宝石为衬底，在其表面依次生长AlN缓冲层、本征GaN层、n型GaN层、发光层、低温p型AlGaN电子阻挡层、新型高温p型氮化镓超晶格层和p型接触层。本发明新型高温P氮化镓层通过采用长速渐变的超晶格生长方法，提高了镁原子的掺杂效率，使得p型层中空穴浓度增加；采用镓源间断开关的长法，一定程度上增加了外延片的外量子效率；起始在较低长速下生长一层薄的p层能够在较大程度上缓解p型AlGaN电子阻挡层与高温p型氮化镓层之间的应力，提升GaN发光效率；在最后1段高温超晶格层中通入Al源，进一步增加了对电子的阻挡作用。

主权项

1.一种提高氮化镓基LED发光二极管亮度的外延片，其特征在于，以图形化蓝宝石为衬底，在其表面依次生长AlN缓冲层、本征GaN层、n型GaN层，其中AlN缓冲层采用磁控溅射方法沉积，n型GaN层以硅烷(SiH4)为掺杂剂；在n型GaN层上再生长发光层，发光层由数个周期的量子阱层和量子垒层构成；发光层长完后生长低温p型AlGaN电子阻挡层、新型高温p型氮化镓超晶格层和p型接触层，其中p型掺杂剂为二茂镁，新型高温p型氮化镓超晶格层又分成长速递增、数个周期的HTP1、HTP2、HTP3三段超晶格层，每个周期中采用Ga开Mg开/Ga关Mg开结构生长，HTP3超晶格层通入一定比例的铝，p型接触层采用体结构生长；所述的AlN缓冲层厚度为10nm～80nm；所述的本征GaN层厚度为2.0μm～6.0μm；所述的n型GaN层厚度为2.0μm～10.0μm；所述的发光层的周期数为5～15个，单个量子阱层厚度为3nm～6nm，单个量子垒层厚度为5nm～15nm；所述的低温p型AlGaN电子阻挡层厚度为10nm～100nm；所述的新型高温p型氮化镓超晶格层，MgGaN/MgN：HTP1周期数为3～10个、长速为0.1nm/s～0.5nm/s、厚度为5nm～25nm，MgGaN/MgN：HTP2周期数为5～15个、长速为0.15nm/s～0.8nm/s、厚度为7.5nm～40nm，AlMgGaN/MgN：HTP3周期数为6～18个、长速为0.2nm/s～1.0nm/s、厚度为20nm～100nm；所述的p型接触层厚度为5nm～50nm。