[发明专利]一种具有新型的P型电子阻挡层结构的发光二极管及生长方法

权利要求书

1.一种具有新型的P型电子阻挡层结构的发光二极管及生长方法，其为LED外延结构，从下向上的顺序依次包括：衬底(1)、低温GaN缓冲层(2)、GaN非掺杂层(3)、N型GaN层(4)、多量子阱层(5)、N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层(6)、高温P型GaN层(7)、P型接触层(8)；其特征在于：该LED外延结构的生长方法，包括以下具体步骤，

步骤一，将衬底(1)在1000-1200℃氢气气氛里进行高温清洁处理5-20min，然后进行氮化处理；

步骤二，将温度下降到500-650℃之间，生长厚度为20-30nm的低温GaN缓冲层(2)，生长压力控制在300-760Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为50-1000；

步骤三，所述低温GaN缓冲层(2)生长结束后，停止通入三甲基镓，衬底温度升高至900-1200℃之间，对所述低温GaN缓冲层(2)进行原位热退火处理，退火时间在5-30min，退火之后，将温度调节至1000-1200℃之间，外延生长厚度为0.5-2μm的GaN非掺杂层(3)，生长压力在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为100-3000；

步骤四，所述GaN非掺杂层(3)生长结束后，生长一层掺杂浓度稳定的N型GaN层(4)，厚度为1.2-4.2μm，生长温度在1000-1200℃之间，压力在100-600Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为100-3000；

步骤五，所述N型GaN层(4)生长结束后，生长多量子阱层(5)，所述多量子阱层(5)包括3-15个依次交叠的量子阱结构，所述量子阱结构由InxGa1-xN势阱层和GaN势垒层依次生长而成；所述InxGa1-xN势阱层的生长温度在720-820℃之间，压力在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为300-5000，厚度在2-5nm之间；所述GaN势垒层的生长温度在820-920℃之间，压力在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为300-5000，厚度在8-15nm之间；

步骤六，所述多量子阱层(5)生长结束后，生长厚度为20-70nm的N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层(6)低温P型GaN层，生长温度在700-1100℃之间，压力在100-600Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为100-3000；

步骤七，所述N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层(6)生长结束后，生长厚度为100-800nm的高温P型GaN层(7)，生长温度在850-950℃之间，生长时间为5-30min，压力在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为300-5000；

步骤八，所述高温P型GaN(7)层生长结束后，生长厚度在5-20nm之间的P型接触层(8)，生长温度在850-1050℃之间，生长时间为1-10min，压力在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ比为1000-20000；

步骤九，外延生长结束后，将反应室的温度降至650-800℃之间，采用纯氮气气氛进行退火处理2-15min，然后降至室温，即得LED外延结构，随后，经过清洗、沉积、光刻和刻蚀加工工艺制成单颗小尺寸芯片。

2.根据权利要求1所述的一一种具有新型的P型电子阻挡层结构的发光二极管及生长方法，其特征在于：所述N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层(6)结构的发光二极管及生长方法以高纯氢气或氮气作为载气，以三甲基镓、三乙基镓和氨气分别作为Ga和N源，用硅烷作为N型掺杂剂。

3.根据权利要求1所述的一种具有新型的P型电子阻挡层结构的发光二极管及生长方法，其特征在于：所述所述N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层(6)为N型或者非故意掺杂GaN电子阻挡层。