[实用新型]一种增加GaN基反向电压的外延结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体LED制造技术领域，特别地，涉及一种增加GaN基反向电压的外延结构。

背景技术

GaN基InGaN/GaN多量子阱发光二极管(尤其是大功率发光二极管)已广泛应用于大屏幕彩色显示、交通信号、通用照明、景观照明等。大功率LED作为结型的二极管，其反向电压偏低是普遍存在的现象。而提升反向电压，一般地主要有以下两种途径：(1)降低n型掺杂的浓度，提升阻值；(2)降低量子阱的Si掺杂浓度。而以上两种途径均会导致LED的驱动电压增加。特别是第二种途径，会大大影响载流子的浓度，从而影响量子阱的发光效率。

公布号为CN103824912A的专利文献中，公布了一种改善GaN基LED反向漏电的外延生长方法，其结构包括：在高温u-GaN层4/5厚度处插入一层50-200nm非掺u-AlGaN外延层，在高温n-GaN层1/3厚度处插入一层4-8个周期的n-AlGaN/GaN超晶格层，在低掺杂n-GaN层后生长一层2-6nm低掺n-AlGaN层；抑制V型缺陷漏电的外延结构：在MQW最后一个垒后生长一层10-50nm非掺AlGaN层，在低温p-GaN和高温p-GaN层中间插入一层50-200nm低掺p-AlGaN层。此方法的显著缺点是：u-AlGaN外延层生长厚度较厚且是在u型GaN之间，改善位错密度与晶格失配的效果不佳，容易在底部形成吸光层，温度较高压力较大对Al组分的掺杂效率及晶体的结晶有极大的影响，后续需要生长结晶质量较好的低掺或不掺的u-GaN层进行弥补覆盖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增加GaN基反向电压的外延结构，技术方案如下：

一种增加GaN基反向电压的外延结构，由下至上依次包括蓝宝石衬底、低温缓冲层、第一非掺杂u型GaN层、第二非掺杂u型GaN层、u型AlGaN/GaN超晶格过渡层、第一高掺杂Si的n型GaN层、n型AlGaN电子阻挡层、第二高掺杂Si的n型GaN层、低温n型GaN层、浅量子阱层、量子阱层、有源层、GaN垒层、第一P型AlGaN/InGaN电子阻挡层、第二P型AlGaN/InGaN电子阻挡层、p型GaN层以及p型接触层；

所述u型AlGaN/GaN超晶格过渡层的厚度为30-100nm，其包含生长周期为4-20个的AlGaN/GaN超晶格，所述超晶格中AlGaN与GaN的厚度比为1:1-1:3；

所述第一高掺杂Si的n型GaN层的厚度为2.5-3.5um。

以上技术方案中优选的，所述第二高掺杂Si的n型GaN层的厚度为150-300nm；所述浅量子阱层的厚度为100-300nm。

以上技术方案中优选的，所述量子阱层的厚度为30-60nm，其包括生长周期为3-8个的单层。

以上技术方案中优选的，所述有源层的厚度为100-150nm，其包括生长周期为7-11个的有源单层，所述有源单层中阱层与垒层的厚度比例为1:2-1:5。

以上技术方案中优选的，所述低温缓冲层的厚度为20-35nm；所述第二非掺杂u型GaN层的厚度为2-3um；所述n型AlGaN电子阻挡层的厚度为100-200nm；所述低温n型GaN层的厚度为80-180nm；所述低温GaN垒层的厚度为30-80nm；所述第一P型AlGaN/InGaN电子阻挡层的厚度为30-50nm；所述第二P型AlGaN/InGaN电子阻挡层的厚度为50-100nm；所述p型GaN层的厚度为80-150nm；所述p型接触层的厚度为5-10nm。