[发明专利]GaN基LED外延结构及其制备方法和发光二极管

权利要求书

1.一种GaN基LED外延结构，包括衬底（101），以及在所述衬底（101）上依次生长的nGaN层（104）、量子阱层（106）以及pGaN层（109）；其特征在于，在所述量子阱层（106）与pGaN层（109）之间还生长有低温pGaN层（107），所述低温pGaN层（107）由碳杂质含量较高的三甲基镓子层（1071）和碳杂质含量较低的三乙基镓子层（1072）交替生长而成。

2.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述三甲基镓子层（1071）中的碳杂质含量比三乙基镓子层（1072）中的碳杂质含量至少高一个数量级。

3. 根据权利要求2所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述三甲基镓子层（1071）中，碳杂质含量为1.0E16-5.0E17 Atoms/cm₃。

4. 根据权利要求3所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述三乙基镓子层（1072）中，碳杂质含量为1.0E16-5.0E16 Atoms/cm₃。

5.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述低温pGaN层（107）中，各层所述三甲基镓子层（1071）的总厚度为0.5-20nm，各层所述三乙基镓子层（1072）的总厚度为0.5nm-20nm。

6.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述低温pGaN层（107）中，三甲基镓子层（1071）与三乙基镓子层（1072）交替的周期为1~15。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，在所述衬底（101）与所述nGaN层（104）之间还生长有缓冲层（102）和/或uGaN层（103）；

和/或，在所述nGaN层（104）与所述量子阱层（106）之间还生长有应力释放层（105）；

和/或，在所述低温pGaN层（107）与所述pGaN层（109）之间还生长有pALGaN层（108）；

和/或，在所述pGaN层（109）上还生长有接触层（110）。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在衬底上依次生长nGaN层和量子阱层；

S2：在所述量子阱层上交替生长1~15个周期的三甲基镓子层和三乙基镓子层，形成低温pGaN层；

生长所述三甲基镓子层时控制环境的压力为100~220tor，温度为780-830℃，生长时间为15s-1min；生长所述三乙基镓子层时控制环境的压力为200~500tor，温度为730-780℃，生长时间为15s-1min；

在所述低温pGaN层中，各层所述三甲基镓子层的总厚度为0.5-20nm，各层所述三乙基镓子层的总厚度为0.5-20nm；

S3：在所述低温pGaN层上依次生长pGaN层和接触层。

9.根据权利要求8所述的GaN基LED外延结构的制备方法，其特征在于，在所述S1中，还包括在所述衬底与所述nGaN层之间生长缓冲层和/或uGaN层；

和/或，在所述S1中，还包括在所述nGaN层与量子阱层之间生长应力释放层；

和/或，在所述S2与S3之间，还包括在所述低温pGaN层与pGaN层之间生长pALGaN层；

和/或，在所述S3之后，还包括在所述pGaN层上生长接触层。

10.一种具有较低正向电压的发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的GaN基LED外延结构。