[发明专利]一种LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，包括衬底，依次层叠形成在所述衬底上的GaN成核层、非掺杂GaN层、N型GaN层、双异质结层以及P型GaN层；其特征在于：还包括设置在所述N型GaN层与所述双异质结层之间的SiN_x层。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于：所述SiN_x层的厚度为10nm～20nm；且所述SiN_x层形成有若干贯通的纳米孔洞。

3.根据权利要求1或2所述的LED外延结构，其特征在于：所述双异质结层包括层叠设置的第一GaN层、InGaN层以及第二GaN层；所述InGaN层包括具有纳米尺寸的(0001)极性面和/或(11-22)半极性面和/或(11-21)半极性面和/或(10-12)半极性面和/或(10-11)半极性面和/或(11-23)半极性面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的LED外延结构，其特征在于：所述第二GaN层靠近所述P型GaN层设置，且所述第二GaN层包括具有纳米尺寸的(0001)极性面和/或(11-22)半极性面和/或(11-21)半极性面和/或(10-12)半极性面和/或(10-11)半极性面和/或(11-23)半极性面；所述第一GaN层包括具有纳米尺寸的(0001)极性面和/或(11-22)半极性面和/或(11-21)半极性面和/或(10-12)半极性面和/或(10-11)半极性面和/或(11-23)半极性面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的LED外延结构，其特征在于：所述第一GaN层的厚度为200nm～500nm、所述InGaN层的厚度为15nm～25nm、所述第二GaN层的厚度为5nm～10nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的LED外延结构，其特征在于：所述P型GaN层为Mg掺杂的P型GaN层，具有纳米尺度的粗糙表面，厚度为100nm～200nm；

所述GaN成核层的厚度为15nm～45nm、所述非掺杂GaN层的厚度为2000nm～3000nm、所述N型GaN层的厚度为2000nm～3000nm。

7.一种权利要求1-6任一项所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在衬底上依次形成GaN成核层、非掺杂GaN层、N型GaN层；

S2、在所述N型GaN层上形成具有若干贯通的纳米孔洞的SiN_x层；

S3、在所述SiN_x层上形成双异质结层以及P型GaN层。

8.根据权利要求7所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述SiN_x层的硅源为SiH₄，氮源为NH₄，生长温度为800℃～900℃，生长时间为200s～500s，厚度为10nm～20nm。

9.根据权利要求7或8所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述GaN成核层的生长温度为520℃～570℃，厚度为15nm～45nm；所述非掺杂GaN层的生长温度为1020℃～1070℃，厚度为2000nm～3000nm；所述N型GaN层的生长温度为1020℃～1070℃，厚度为2000nm～3000nm；所述步骤S3中，所述P型GaN层为Mg掺杂的P型GaN层，生长温度为900℃～1000℃，厚度为100nm～200nm。

10.根据权利要求7-9任一项所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述双异质结层的制备步骤进一步包括：

S31、在所述SiN_x层上直接形成第一GaN层，生长温度为720℃～800℃，厚度为200nm～500nm；

S32、在所述第一GaN层上直接形成InGaN层，生长温度为720℃～780℃，厚度为15nm～25nm；

S33、在所述InGaN层直接形成第二GaN层，生长温度为800℃～860℃，厚度为5nm～10nm。