[发明专利]硅衬底GaN基LED及其制备方法

权利要求书

1.一种硅衬底GaN基LED，其特征在于，所述从下至上依次包括：硅衬底、多层位错过滤缓冲层、UGaN层、NGaN电流扩展层、有源区应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型GaN电流扩展层及P型欧姆接触层，其中，所述多层位错过滤缓冲层中包括一AlN层和多层不同Al组分的Al_xGa_1-xN层，其中，0≤x≤1，或所述多层位错过滤缓冲层中包括一AlN层和Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格结构，其中，0≤x≤1，0≤y≤1。

2.如权利要求1所述的硅衬底GaN基LED，其特征在于，

所述UGaN层中Ⅴ/Ⅲ比大于200；和/或

所述NGaN电流扩展层为掺硅NGaN/不掺硅UGaN超晶格结构，其中，晶格结构整体平均掺硅浓度为5e18～2e19，且超晶格结构中掺硅NGaN的厚度为1～50nm，不掺硅UGaN的厚度为1～50nm。

3.如权利要求1所述的硅衬底GaN基LED，其特征在于，

所述有源区应力释放层中包括多层InGaN/GaN超晶格层及蓝光/绿光浅阱，其中，In浓度越靠近多量子阱发光层越高；和/或

所述多量子阱发光层中MQW个数为5～10，Ⅴ/Ⅲ比大于2000。

4.如权利要求1或2或3所述的硅衬底GaN基LED，其特征在于，

所述电子阻挡层为Mg掺杂的p-AlGaN bulk层或者p-AlGaN/GaN超晶格层；和/或，

所述P型GaN电流扩展层为Mg掺杂的GaN；和/或，

所述P型欧姆接触层为高Mg掺杂的GaN层或者InGaN层。

5.一种硅衬底GaN基LED制备方法，其特征在于，包括：

在硅衬底表面生长多层位错过滤缓冲层，所述多层位错过滤缓冲层中包括一AlN层和多层不同Al组分的Al_xGa_1-xN层，其中，0≤x≤1，或所述多层位错过滤缓冲层中包括一AlN层和Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格结构，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；

依次在所述多层位错过滤缓冲层表面生长UGaN层、NGaN电流扩展层、有源区应力释放层、多量子阱发光层、电子阻挡层、P型GaN电流扩展层及P型欧姆接触层，完成硅衬底GaN基LED的制备。

6.如权利要求5所述的硅衬底GaN基LED制备方法，其特征在于，所述UGaN层的生长温度为1050～1100℃，长速2～4.5μm/h，生长厚度为0.5-5μm，且Ⅴ/Ⅲ比大于200。

7.如权利要求5所述的硅衬底GaN基LED制备方法，其特征在于，所述NGaN电流扩展层的生长温度为1050～1100℃，，且所述NGaN电流扩展层为掺硅NGaN/不掺硅UGaN超晶格结构，超晶格总生长厚度为1.5-3μm，晶格结构整体平均掺硅浓度为5e18～2e19，且掺硅NGaN的厚度为1～50nm，不掺硅UGaN的厚度为1～50nm。

8.如权利要求5所述的硅衬底GaN基LED制备方法，其特征在于，

所述有源区应力释放层中包括多层InGaN/GaN超晶格及蓝光/绿光浅阱，其中，In浓度越靠近多量子阱发光层越高；和/或

所述多量子阱发光层中MQW个数为5～10，Ⅴ/Ⅲ比大于2000，且生长速度为1～3nm/min。

9.如权利要求5或6或7或8所述的硅衬底GaN基LED制备方法，其特征在于，

所述电子阻挡层为Mg掺杂的p-AlGaN bulk层或者p-AlGaN/GaN超晶格层层；和/或，

所述P型GaN电流扩展层为Mg掺杂的GaN；和/或，

所述P型欧姆接触层为高Mg掺杂的GaN层或者InGaN层。