[发明专利]一种紫光LED外延结构的制备方法及其结构

说明书

本发明涉及一种紫光LED外延结构的制备方法及其结构，包括如下步骤：(1)蓝宝石衬底置于MOCVD中生长；(2)将温度调节至550°，所述蓝宝石衬底的上表面生长出AlN buffer层；(3)将温度调节至1050～1100°，所述AlN buffer层的上表面由下至上依次生长出高温GaN缓冲层、N‑型AlGaN阻挡层和N‑GaN层；(4)生长超晶格InGaN层，其中，所述超晶格InGaN层的周期数为3～10层；(5)生长Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N/Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N层量子阱结构。本发明提供的一种紫光LED外延结构的制备方法及其结构，其中，量子阱、垒均为AlInGaN材料生长，减少由材料不同带来的应力影响，从而提高了发光效率。

技术领域

本发明涉及LED外延设计技术领域，具体涉及一种紫光LED外延结构的制备方法及其结构。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)具有体积小、坚固耐用、发光波段可控性强、光效高、低热损耗、光衰小、节能、环保等优点，受到了广泛应用。近年来，LED在显示屏、仪表背光源、交通信号显示、汽车尾灯及车内仪表显示和装饰、以及照明等领域得到广泛应用。但LED照明的普及，其发光效率有待进一步提高。目前传统紫光LED外延结构，由于阱垒材料不同会产生很大应力，形成的内建电场影响发光效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种紫光LED外延结构的制备方法及其结构，其中，量子阱、垒均为AlInGaN材料生长，减少由材料不同带来的应力影响，从而提高了发光效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种紫光LED外延结构的制备方法，包括如下步骤：(1)蓝宝石衬底置于MOCVD中生长；(2)将温度调节至550°，所述蓝宝石衬底的上表面生长出AlN buffer层；(3)将温度调节至1050～1100°，所述AlN buffer层的上表面由下至上依次生长出高温GaN缓冲层、N-型AlGaN阻挡层和N-GaN层；(4)生长超晶格InGaN层，其中，所述超晶格InGaN层的周期数为3～10层；(5)生长Alx1Iny1Ga1-x1-y1N/Alx2Iny2Ga1-x2-y2N层量子阱结构。

作为优选方案，所述Alx1Iny1Ga1-x1-y1N/Alx2Iny2Ga1-x2-y2N层的周期数为5～20层。

作为优选方案，所述量子阱结构尺寸如下：厚度为20～40nm，阱宽为3～5nm，垒17～35nm。

作为优选方案，所述量子阱结构中Al组分中的X1在0～0.1之间渐变，所述垒中si为delta掺杂。

作为优选方案，在步骤(5)后还包括步骤(6)生长GaN/Alx3Ga1-x3N周期数为3～10的LB层。

作为优选方案，所述LB层中X3的取值范围为0.1～0.2。

作为优选方案，在步骤(6)后还包括步骤(7)生长P型AlGaN/InGaN周期数为6～15的超晶格电子阻挡层。

作为优选方案，在步骤(7)后还包括步骤(8)生长高浓度掺杂的P-GaN层。

为实现上述相同目的，本发明还提供了一种紫光LED外延结构，由下至上依次包括：蓝宝石衬底、AlN buffer层、高温GaN缓冲层、N-型AlGaN阻挡层，N-GaN层和超晶格InGaN层。

作为优选方案，所述超晶格InGaN层的上表面由下至上依次包括Alx1Iny1Ga1-x1-y1N/Alx2Iny2Ga1-x2-y2N层量子阱结构、LB层、超晶格电子阻挡层和高浓度掺杂的P-GaN层，其中，所述量子阱结构尺寸如下：厚度为20～40nm，阱宽为3～5nm，垒17～35nm，所述量子阱结构中Al组分中的X1在0～0.1之间渐变，所述垒中si为delta掺杂。