[发明专利]外延结构量子阱应力释放层的生长方法及其外延结构

权利要求书

1.一种外延结构量子阱应力释放层的生长方法，依次包括处理衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺Si的GaN层、生长有缘层MQW、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长InGaN层步骤，其特征在于，

在生长掺Si的GaN层步骤与生长有缘层MQW步骤之间，包括生长量子阱应力释放层步骤A：

在蓝宝石衬底上生长的n层GaN与发光层MQW之间插入高温量子阱层（HTMQW）作为应力释放层，高温量子阱为2～5个周期的GaN和Al_yIn_xGa_（1-x-y）N异质结构层，其中GaN的厚度在20～60nm，Al_yIn_xGa_（1-x-y）N的厚度在1～5nm，x=0.05-0.08，y=0.02-0.05。

2.根据权利要求1所述的一种外延结构量子阱应力释放层的生长方法，其特征在于，所述步骤A之前包括步骤：

S1、处理衬底：在1000-1100℃的的氢气气氛下，处理蓝宝石衬底5-6分钟；

S2、生长低温缓冲GaN层：降温至500-550℃，在蓝宝石衬底上生长厚度为30-40nm的低温缓冲GaN层；

S3、生长不掺杂GaN层：升温至1000-1100℃，持续生长厚度为1-2.5um的不掺杂GaN层；

S4、生长掺Si的GaN层：持续生长厚度为2-4um的N型掺16～32sccmSi的GaN层，Si的掺杂浓度为5E18-2E19atom/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种外延结构量子阱应力释放层的生长方法，其特征在于，所述步骤A之后包括步骤：

D1、周期性生长有缘层MQW：低温750℃生长掺杂250～500sccmIn的厚度为3nm的In_xGa_(1-x）N层，其中x=0.20-0.21，高温840℃生长厚度为12nm的GaN层，In_xGa_（1-x）N/GaN层的周期数为15；In的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm³。

D2、生长P型AlGaN层：升高温度到930-950℃持续生长厚度为20-30nm的P型AlGaN层；

D3、生长P型GaN层：升高温度到950-980℃持续生长厚度为0.15-0.20um的掺600～800sccmMg的P型GaN层；Mg的掺杂浓度为1E19～1E20atom/cm³；

D4、生长InGaN层：降低温度到650-680℃时生长厚度为5-10nm的掺1200～1800sccmMg的InGaN层；Mg的掺杂浓度为1E20～1E21atom/cm³；

D5、降低温度到700-750℃，在氮气气氛下活化P型GaN层，持续时间20-30分钟。

4.一种外延结构，其特征在于，包括总厚度为160nm的量子阱应力释放层，所述量子阱应力释放层为掺In和Al的HTMQW层，包括40nm厚度的GaN层和2nm厚度的Al_yIn_xGa_（1-x-y）N层，其中x=0.05-0.08，y=0.02-0.05。

5.根据权利要求4所述的一种外延结构，其特征在于，所述量子阱应力释放层之下，从下到上依次包括：

GaN成核层，厚度为30-40nm；

非掺杂uGaN缓冲层，厚度为1-2.5um；

nGaN层，厚度为2-4um，Si的掺杂浓度为5E18-2E19atom/cm³。

6.根据权利要求4所述的一种外延结构，其特征在于，所述量子阱应力释放层之上，从下到上依次包括：

掺铟阱层，包括InGa_（1-x）N层和GaN层，其中，In_xGa_（1-x）N层的厚度为3nm，掺杂In，In的掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm³；GaN层的厚度为12nm；所述In_xGa_（1-x）N层和所述GaN层重叠的周期数为15；

P型AlGaN层，厚度为20-30nm；

P型GaN层，厚度为0.15-0.20um，Mg的掺杂浓度为1E19～1E20atom/cm³；

InGaN层，厚度为5-10nm，Mg的掺杂浓度为1E20～1E21atom/cm³。