[发明专利]一种GaN基LED外延结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种GaN基LED外延结构及其制作方法。

背景技术

发光二极管，简称LED，是一种光电子产业中的新型产品，具有发光颜色丰富、寿命长等优点；GaN是一种制作发光二极管的较佳材料，近年来，GaN基发光二极管在照明、背光、植物生长和景观等光源领域得到了大量使用，生产企业为了竞争逐渐将灯泡数量减少，而以更大的局部电流来代替，但是容易出现严重光衰，大大降低了发光二极管的发光效率和寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种GaN基LED外延结构，解决了局部大电流的问题，能够改善光衰，提高发光二极管的发光效率和寿命。

本发明的另一个目的是提供一种GaN基LED外延结构的制作方法，利用该制作方法能够简单方便的形成一种高效稳定的GaN基LED外延结构，便于本领域的技术人员理解和实施。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种GaN基LED外延结构，包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂Si的U型GaN层、掺杂Si的N型GaN层、V型开角层、有源层和P型GaN层，有源层包括第一子层和第二子层，第一子层包括电子扩散层，电子扩散层为由In_xGa_1-xN层和Al_YGa_1-YN层间隔交替组成的超晶格层，其中0<X<1,0≤Y<1。

进一步，第二子层为由掺In杂质层和掺Ga杂质层间隔交替组成的超晶格层。

进一步，第一子层的层数为3-5层，第二子层的层数为5-10层，有源层的层数为8-15层。

进一步，第一子层的势垒高度比第二子层的高，第一子层的势阱层宽度比第二子层的窄。

优选地，第一子层中In_xGa_1-xN层的厚度为1-2nm，Al_YGa_1-YN层的厚度为12-20nm。

进一步，第一子层为矩形超晶格层、三角形超晶格层或梯形超晶格层。

一种GaN基LED外延结构的制作方法，采用MOCVD技术，在衬底上依次生长缓冲层、未掺杂Si的U型GaN层、掺杂Si的N型GaN层、V型开角层、有源层和P型GaN层。

进一步，第一子层的生长方式为矩形生长、三角形生长或梯形生长。

进一步，通过调节第一子层的生长温度来控制In的含量，第一子层的In含量比第二子层的In含量低。

进一步，用三甲基镓提供Ga源，通过改变生长时间和三甲基镓的流量来控制In_xGa_1-xN层和Al_YGa_1-YN层的厚度。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种GaN基LED外延结构，在有源层内设置电子扩散层，电子在局部大电流的情况下仍然能够得到有效扩散，因而第一子层的串联电阻足够大，能够抑制电子溢出有源层，使有源层的电子溢出减少，由In_xGa_1-xN层和Al_YGa_1-YN层交替组成的超晶格结构有利于提高电子和空穴在有源层复合的几率；因此，本发明解决了局部大电流的问题，能够改善光衰，提高LED的发光效率和寿命。

本发明的另一个有益效果是：本发明还提供了一种GaN基LED外延结构的制作方法，在衬底上依次生长缓冲层、未掺杂Si的U型GaN层、掺杂Si的N型GaN层、V型开角层、有源层和P型GaN层，能够稳定形成具有电子扩散层的GaN基LED外延结构，并且操作简单方便，利于本领域的技术人员理解和实施。

附图说明

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。

图1是本发明的外延结构的示意图；

图2是本发明的电子扩散层的结构示意图；

图3是本发明的外延结构的制作方法的步骤流程图；

图4是本发明的第一子层的生长方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例一