[发明专利]GaN基LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供生长衬底，利用原子层沉积技术在所述生长衬底上形成AlN缓冲层；

在所述AlN缓冲层上依次生长未掺杂的GaN层及N型GaN层；

在所述N型GaN层上生长InGaN/GaN超晶格量子阱结构；

在所述InGaN/GaN超晶格量子阱结构上生长InGaN/GaN多量子阱发光层结构；

在所述InGaN/GaN多量子阱发光层结构上生长P型电子阻挡层；

在所述P型电子阻挡层上生长P型GaN层。

2.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述生长衬底为蓝宝石衬底、GaN衬底、硅衬底或碳化硅衬底。

3.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述AlN缓冲层的厚度为1nm～30nm。

4.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述未掺杂的GaN层及N型GaN层的生长温度为1000℃～1200℃，总生长厚度为1.5μm～4.5μm；所述N型GaN层内的掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为1e18cm^-3～3e19cm^-3。

5.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述InGaN/GaN超晶格量子阱结构的生长温度为700℃～900℃；所述InGaN/GaN超晶格量子阱结构的周期对数为3～30；InGaN势阱中In组分的摩尔含量为1％～5％；InGaN势阱的厚度为1nm～4nm，GaN势垒的厚度为1nm～9nm。

6.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述InGaN/GaN多量子阱发光层结构的生长温度为700℃～900℃；所述InGaN/GaN多量子阱发光层结构的周期对数为5～18；InGaN势阱中In组分的摩尔含量为15％～20％；InGaN势阱的厚度为2nm～4nm，GaN势垒的厚度为3nm～15nm。

7.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述P型电子阻挡层包括P型AlGaN、P型AlInGaN或P型AlGaN/GaN超晶格结构；所述P型电子阻挡层的厚度为30nm～80nm；所述P型电子阻挡层中的掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为5e18cm^-3～3.5e19cm^-3。

8.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于：所述P型GaN层的厚度为30nm～150nm；所述P型GaN层中的掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为5e18cm^-3～1e20cm^-3。

9.一种由权利要求1至8中任一项所述GaN基LED外延结构的制备方法制得的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述GaN基LED外延结构由下至上依次包括：AlN缓冲层、未掺杂的GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN超晶格量子阱结构、InGaN/GaN多量子阱发光层结构、P型电子阻挡层及P型GaN层。