[发明专利]用于可见光通信的GaN基LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种用于可见光通信的GaN基LED外延结构，其特征在于，包括：

衬底；

缓冲层，位于所述衬底上；

n型GaN层，位于所述缓冲层上；

n型AlGaN电子阻挡层，位于所述n型GaN层上；

InGaN/GaN多量子阱有源区，位于所述n型AlGaN电子阻挡层上；

p型GaN层，位于所述InGaN/GaN多量子阱有源区上。

2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述衬底为平面衬底或图形衬底，所述图形衬底的表面为图案化阵列；所述衬底的材料包括蓝宝石、硅、氮化镓、氧化镓或碳化硅中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述缓冲层包括GaN成核层以及位于所述GaN成核层上的非故意掺杂GaN层。

4.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述n型AlGaN电子阻挡层为AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层，或AlGaN单层电子阻挡层。

5.一种用于制备权利要求1-4中任意一种所述GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上依次外延生长缓冲层、n型GaN层、n型AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN多量子阱有源区以及p型GaN层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲层通过以下步骤得到：

在700℃至800℃之间，在所述衬底上外延生长GaN，得到GaN成核层；

在900℃至1100℃之间，在所述GaN成核层上外延生长GaN，得到非故意掺杂GaN层；所述缓冲层的厚度为2μm至3.5μm。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在1000℃至1100℃之间，在所述缓冲层上外延生长n型GaN层，所用掺杂剂包括硅烷，所述n型GaN层的厚度为1.5μm至3μm。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在750℃至900℃之间，在所述n型GaN层上外延生长所述n型AlGaN电子阻挡层，所述n型AlGaN电子阻挡层的厚度为50nm至200nm。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述InGaN/GaN多量子阱有源区包括多个InGaN/GaN量子阱，其中，前三对量子阱的GaN垒层进行了掺杂，掺杂硅浓度为×1×10¹⁸/cm³至1×10¹⁹/cm³，每个InGaN/GaN量子阱通过如下方法得到：

在800℃至850℃之间，外延生长GaN垒层，所述GaN垒层的厚度为8nm至15nm；

在700℃至750℃之间，外延生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的厚度为2nm至5nm。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在900℃至1000℃之间，在所述InGaN/GaN多量子阱有源区上外延生长所述p型GaN层，所用掺杂剂包括二茂镁，所述p型GaN层的厚度为150nm至250nm。