[发明专利]紫光LED外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种紫光LED外延结构，其特征在于，所述外延结构由下向上的顺序依次为：

AlN Buffer层；

位于所述ALN Buffer层上的高温UGaN层；

位于所述UGaN层上的复合N型GaN层；

位于所述复合N型层上的多量子阱结构MQW；

位于所述多量子阱结构MQW上的有源区发光多量子阱层；

位于所述有源区发光多量子阱层上的EBL电子阻挡层；

位于所述EBL电子阻挡层上的P型GaN层；

所述有源区发光多量子阱层由n层In_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱组成，其中n为整数，取值范围为8-12；每层所述In_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱由主势垒和嵌套在所述主势垒中间的活动势垒组成，所述主势垒与所述活动势垒交替生长；所述主势垒由Al_yGa_1-yN组成，所述主势垒高度随Al组分增加梯度增加，其中，y取值范围为0.05-0.5；所述活动势垒由GaN组成，其中，每层所述活动势垒的厚度在1-20nm之间。

2.根据权利要求1所述的紫光LED外延结构，其特征在于，所述多量子阱结构MQW由1-20层In_xGa_1-xN/GaN多量子阱组成，单个所述In_xGa_1-xN/GaN多量子阱的厚度在0.5-5nm之间，垒的厚度在1-10nm之间。

3.根据权利要求1所述的紫光LED外延结构，其特征在于，所述高温UGaN层的厚度范围在0.5-2.5um之间，所述复合N型GaN层的厚度范围在1.5-4.5um之间，所述EBL电子阻挡层的厚度范围在10-120nm之间，所述p型GaN层的厚度范围在50-200nm。

4.一种紫光LED外延结构的生长方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，提供一AlN衬底，经过处理后形成AlN Buffer层；

步骤二，将温度调节至1000-1200℃之间，通入TMGa，生长高温UGaN层；

步骤三，将温度控制在1000-1200℃之间，生长复合N型GaN层；

步骤四，将温度调节至600-1000℃之间，生长多量子阱结构MQW；

步骤五，将温度调节至750-920℃之间，压力控制在400-600Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比控制在300-8000之间，生长有源区发光多量子阱层，所述有源区发光多量子阱层由5-10个周期的In_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱组成，每周期In_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱采用GaN组成的活动势垒和Al_yGa_1-yN组成的主势垒交替生长，其中，所述主势垒生长方式为Al_yGa_1-yN中Al的组分递进增加，y的取值范围为0.05-0.5；每层活动势垒的厚度保持在1-20nm之间；

步骤六，生长温度在700-1100℃之间，生长EBL电子阻挡层；

步骤七，将温度调节至700-1100℃之间，以N₂作为载气，生长p型GaN层；

步骤八，将反应室的温度降至450-800℃之间，采用纯氮气氛围进行退火处理2-20min，然后降至室温，获得外延结构。

5.根据权利要求4所述的紫光LED外延结构的生长方法，其特征在于，在所述步骤二中，生长高温UGaN层的厚度控制在0.5-2.5um之间，生长压力控制在100-500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比控制在300-2500之间。