[发明专利]InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片

说明书

本发明涉及一种InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片，生长方法包括以下步骤：(1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃；(2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，述InAlGaN Cap层的生长温度为600℃～700℃；(3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600℃～700℃；(4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型InAlGaN垒层的生长温度为600℃～700℃；(5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的InAlGaN超晶格结构。其能够有效改善核心层量子阱层的质量，降低阱垒层的缺陷，从而提高紫外GaN基LED的光效和可靠性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种InAlGaN超晶格结构的生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片。

背景技术

现有的发光二极管外延结构，尤其是紫外GaN基发光二极管的外延结构中，现有的InAlGaN层的生长温度远高于量子阱垒层的生长温度，其不能起到量子阱垒层的作用。这样，如果量子阱垒层周期数量太少，那么会影响发光效率。而如果量子阱垒层的周期数量太多，那么会降低载流子注入效率同时使工作电压升高。因此，如何合理设置量子阱的周期数量一直是一个难题。

同时，在量子阱垒层的生长过程中，由于位于其下方的InAlGaN 层的生长温度高于量子阱垒层的生长温度，导致量子阱垒层在生长时容易形成应力集中，以及晶体错位，导致量子阱垒层出现缺陷密度，降低其质量，从而影响紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的 InAlGaN超晶格结构的生长方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种 InAlGaN超晶格结构的生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片，该生长方法使得InAlGaN超晶格结构的生长温度接近甚至低于量子阱垒层的生长温度，其能提高紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃；

(2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，所述InAlGaN Cap层的生长温度为600℃～700℃；

(3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600℃～700℃；

(4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型 InAlGaN垒层的生长温度为600℃～700℃；

(5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的 InAlGaN超晶格结构。

优选地，其中，在所述步骤(5)中，重复上述步骤(1)～(4) 2-20次，使所述InAlGaN超晶格结构为2-20个周期循环结构。

优选地，其中，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层中In和Ga 的原子摩尔比为0.001～0.1；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap 层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为 0.001～0.05；在所述步骤(4)中，所述n型InAlGaN垒层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为0.001～0.2，n型掺杂源为硅烷，n型掺杂浓度为1E+16cm^-2～1E+18cm^-2。