[发明专利]一种氮化镓基发光二极管及其外延生长方法

权利要求书

1.一种氮化镓基发光二极管，其外延层结构从下至上依次包括：蓝宝石衬底（101）、氮化镓缓冲层（102）、非掺杂氮化镓层（103）、硅掺杂的n型氮化镓层（104）、硅掺杂的n型铟镓氮和氮化镓组成的电流扩散层（106）、铟镓氮-氮化镓多量子阱有源发光层（107）、镁掺杂的p型氮化镓层（109）、透明导电层（110）以及n型电极（105）和p型电极（111），其特征在于：在所述铟镓氮-氮化镓多量子阱有源发光层（107）与所述镁掺杂的p型氮化镓层（109）之间具有经过优化的、镁掺杂的p型铝镓氮-氮化镓超晶格组成的电子阻挡层（108）。

2.    一种如权利要求1所述的氮化镓基发光二极管的制备方法，其采用金属有机物化学气相沉积MOCVD外延生长方法生长，其具体步骤如下： 

（1）将（0001）晶向的蓝宝石衬底（101）放入反应室，在氢气氛围中升温至1000至1100℃，对图形化蓝宝石衬底进行高温净化5至10分钟；

（2）降温至500至600℃，在所述蓝宝石衬底（101）生长20至30 nm厚度的氮化镓缓冲层（102）；

（3）升温至1000至1100℃，在所述氮化镓缓冲层（102）上生长1.0至3.0 μm厚度的非掺杂氮化镓层（103）；

（4）调整温度至1000至1050℃，在所述非掺杂氮化镓层（103）上生长2.0至3.0 μm厚度的硅掺杂n型氮化镓层（104）；

（5）降温至750至850℃，在所述硅掺杂n型氮化镓层（104）上生长50至100 nm厚度的硅掺杂n型铟镓氮和氮化镓组成的电流扩散层（106）；

（6）调整温度至700至900℃，在所述硅掺杂n型铟镓氮-氮化镓电流扩散层（106）上生长5至15个周期的铟镓氮-氮化镓多量子阱有源发光层（107）；

（7）升温至900至1000℃，在所述铟镓氮-氮化镓多量子阱有源发光层（107）上生长4至12个周期、总厚度为50至150 nm的镁掺杂的p型铝镓氮-氮化镓超晶格结构电子阻挡层（108）；

（8) 保持温度为900至1000℃，在所述镁掺杂的p型铝镓氮-氮化镓超晶格结构电子阻挡层（108）上生长150至300 nm厚度的镁掺杂的p型氮化镓欧姆接触层（109）；

（9）降温至室温，结束生长过程。

3.    根据权利要求2所述的氮化镓基发光二极管，其中步骤（7）所述的镁掺杂的p型铝镓氮-氮化镓超晶格结构组成的电子阻挡层（108）中p型铝镓氮的铝组分范围为0.1至0.3。

4.   根据权利要求3所述的氮化镓基发光二极管，其中当镁掺杂的p型铝镓氮-氮化镓超晶格结构组成的电子阻挡层（108）的生长周期数为8，并且p型铝镓氮和氮化镓层的厚度分别为9 nm和1 nm时，采用此种结构的电子阻挡层所制备的发光二极管的综合性能最佳。