[发明专利]具有氮化镓量子点的紫外LED的外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种具有氮化镓量子点的紫外LED的外延结构的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、非掺杂层、N型掺杂层；

2)在所述N型掺杂层上生长Q个量子阱结构，每个所述量子阱结构包含量子阱层和量子垒层Al_yGa_1-yN，并且所述量子阱层包含M个Al_xGa_1-xN-GaN量子点，其中，1≤Q≤50，1≤M≤10，0＜x＜1，0＜y＜1，x＜y，且Q、M均为正整数；

3)在所述Q个量子阱结构上，从下至上依次生长电子阻挡层、P型掺杂Al_vGa_1-vN层和P型掺杂GaN层，其中，0＜v＜1，v＞y。

2.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，若M＝1，则所述步骤2)包括：

a.调节温度为900～1200℃，压力为30～200torr；通入氢气、三甲基镓、三甲基铝、硅原子以及氨气，生长量子垒层Al_yGa_1-yN，其中，所述量子垒层Al_yGa_1-yN的垒宽为2～25nm；

b.通入氢气、三甲基镓、三甲基铝以及氨气，生长所述量子阱层中的Al_xGa_1-xN，其中所述Al_xGa_1-xN的阱宽为1～5nm；

c.降温至800～1200℃，压力为30～200torr；通入氢气、三甲基镓以及氨气，生长所述量子阱层中的GaN量子点，所述GaN量子点的厚度为1～20个原子层级；

d.重复步骤a～c Q次。

3.根据权利要求1所述的生长方法，其特征在于，若2≤M≤10，则所述步骤2)包括：

A.调节温度为900～1200℃，压力为30～200torr，通入氢气、三甲基镓、三甲基铝、硅原子以及氨气，生长量子垒层Al_yGa_1-yN，其中，所述量子垒层Al_yGa_1-yN的垒宽为2～25nm；

B.通入氢气、三甲基镓、三甲基铝以及氨气，生长所述量子阱层中的Al_xGa_1-xN，其中所述Al_xGa_1-xN的阱宽为1～5nm；

C.降温至800～1200℃，压力为30～200torr，通入氢气、三甲基镓以及氨气，生长所述量子阱层中的GaN量子点，所述GaN量子点的厚度1～20个原子层级；

D.重复步骤B～C M次；

E.重复步骤A～D Q次。

4.根据权利要求2～3任一所述的生长方法，其特征在于，所述非掺杂层为Al_tGa_1-tN、N型掺杂层为Al_uGa_1-uN，电子阻挡层为Al_zGa_1-zN，其中，0＜t＜1，0＜u＜1，0＜z＜1，且z＞y。

5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，所述缓冲层选自氮化镓、氮化铟以及氮化铝中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的生长方法，其特征在于，所述N型掺杂层的掺杂原子为硅原子，所述P型掺杂Al_vGa_1-vN层和P型掺杂GaN层的掺杂原子为镁原子。

7.根据权利要求6所述的生长方法，其特征在于，所述外延结构的生长设备选自金属有机化学气相沉积设备、分子束外延设备或者氢化物气相外延设备中的一种。

8.根据权利要求7所述的生长方法，其特征在于，所述衬底选自蓝宝石、硅、碳化硅、玻璃、铜、镍和铬中的一种。