[发明专利]一种量子阱结构、一种LED外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种量子阱结构,其特征在于，包括多个量子阱单元，所述量子阱单元包括由下至上依次设置InGaN浅垒层、GaN量子垒层、第一InGaN浅阱层、InGaN量子阱层、第二InGaN浅阱层。

2.根据权利要求1所述的一种量子阱结构,其特征在于，所述量子阱单元的厚度为0.12-0.3μm；所述InGaN浅垒层的厚度为0.06-0.15μm；所述GaN量子垒层的厚度为0.01-0.02μm；所述第一InGaN浅阱层的厚度为0.02-0.04μm；所述InGaN量子阱层的厚度为0.01-0.05μm；所述第二InGaN浅阱层的厚度为0.02-0.04μm；所述量子阱结构包括12-16个所述量子阱单元。

3.一种LED外延结构，其特征在于，包括由上至下依次设置的衬底、N型GaN层、权利要求1或2所述量子阱结构、P型GaN层。

4.根据权利要求3所述的一种LED外延结构，其特征在于，所述N型GaN层的厚度为3-4μm，所述P型GaN层的厚度为60-120nm。

5.权利要求3或4所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，包括采用MOCVD方法在衬底上生长外延层，具体步骤包括：

(1)在所述衬底上生长所述N型GaN层；

(2)在所述N型GaN层上周期性生长所述量子阱结构，具体包括：

①调节温度至800-950℃，通入150-200sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述N型GaN层上生长所述InGaN浅垒层；

②维持在所述InGaN浅垒层的温度，通入25-40sccm的TMGa源，在所述InGaN浅垒层上生长所述GaN量子垒层；

③温度降至750-900℃，通入350-450sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述GaN量子垒层上生长所述第一InGaN浅阱层；

④维持在所述第一InGaN浅阱层的温度，通入600-750sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述第一InGaN浅阱层上生长所述InGaN量子阱层；

⑤维持在所述第一InGaN浅阱层的温度，通入350-450sccm的TMIn源和25-40sccm的TMGa源，在所述InGaN量子阱层上生长所述第二InGaN浅阱层；

(3)在所述量子阱结构上生长所述P型GaN层。

6.根据权利要求5所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述步骤①中，调节温度至830-900℃，通入160-180sccm的TMIn源；

所述步骤③中，温度降至780-840℃，通入370-420sccm的TMIn源；

所述步骤④中，通入640-700sccm的TMIn源；

所述步骤⑤中，通入370-420sccm的TMIn源。

7.根据权利要求6所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述步骤①中，调节温度至850℃，通入170sccm的TMIn源；

所述步骤③中，温度降至800℃，通入400sccm的TMIn源；

所述步骤④中，通入680sccm的TMIn源；

所述步骤⑤中，通入400sccm的TMIn源。

8.根据权利要求5所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，在步骤(1)之前，清洁所述衬底表面：将所述衬底放进MOCVD设备的反应腔内，调节反应腔的压力为90-200mbar，温度为1150-1250℃，使用氢气作为载气进行衬底表面清洁，持续时间为8-12min。

9.根据权利要求5所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述步骤(1)中，具体步骤包括：将反应腔压力增加至300-800mbar，在所述衬底上生长所述N型GaN层。

10.根据权利要求5所述的LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述步骤(3)中，具体步骤包括：调节温度为600-700℃，调节压力为300-800mbar，通入55000-65000sccm的NH₃，通入25-50sccm的TMGa源，通入2000-3000sccm的Cp2Mg源，在所述量子阱结构上生长所述P型GaN层；Mg的掺杂浓度为1E+19-1E+20atom/cm³。