[發明專利]LED外延結構及其生長方法有效
| 申請號: | 201310274853.X | 申請日: | 2013-07-02 |
| 公開(公告)號: | CN103346226A | 公開(公告)日: | 2013-10-09 |
| 發明(設計)人: | 張宇;賴穆人 | 申請(專利權)人: | 湘能華磊光電股份有限公司 |
| 主分類號: | H01L33/14 | 分類號: | H01L33/14;H01L33/06;H01L33/00 |
| 代理公司: | 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240 | 代理人: | 吳貴明;張永明 |
| 地址: | 423038 湖*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | led 外延 結構 及其 生長 方法 | ||
1.一種LED外延結構,其特征在于,所述外延結構包括:
GaN緩沖層,設置在藍寶石襯底上;
N型GaN層,摻雜有Si和Al并設置在所述GaN緩沖層上;
量子阱層,設置在所述N型GaN層上;以及
P型GaN層上,設置在所述量子阱層上。
2.根據權利要求1所述的LED外延結構,其特征在于,所述N型GaN層包括交替設置的Si-Al-GaN層和Si-GaN層。
3.根據權利要求2所述的LED外延結構,其特征在于,所述N型GaN層包括:
第一N型GaN層,設置在所述GaN緩沖層上;
第二N型GaN層,設置在所述第一N型GaN層上;以及
第三N型GaN層,設置在所述第二N型GaN層上。
4.根據權利要求3所述的LED外延結構,其特征在于,在所述第一N型GaN層中,所述Si-Al-GaN層與Si-GaN層交替設置38-40個周期,其中,
所述Si-Al-GaN層的厚度為8-10納米,其中Si的摻雜濃度為5E+18-6E+18,Al的摻雜濃度為9E+19-1E+20;
所述Si-GaN層的厚度為3-5納米,其中Si的摻雜濃度為5E+16-6E+16。
5.根據權利要求3所述的LED外延結構,其特征在于,在所述第二N型GaN層中,所述Si-Al-GaN層與Si-GaN層交替設置20-26個周期,其中
所述Si-Al-GaN層的厚度為14-16納米,其中Si的摻雜濃度為8E+18-9E+18,Al的摻雜濃度為1E+20-2E+20;
所述Si-GaN層的厚度為2-3納米,其中Si的摻雜濃度為8E+16-9E+16。
6.根據權利要求3所述的LED外延結構,其特征在于,在所述第三N型GaN層中,所述Si-Al-GaN層與Si-GaN層交替設置15-16個周期,其中,
所述Si-Al-GaN層的厚度為17-18納米,其中Si的摻雜濃度為4E+18-5E+18,Al的摻雜濃度為3E+20-4E+20;
所述Si-GaN層的厚度為1-2納米,其中Si的摻雜濃度為3E+18-4E+18。
7.一種LED外延結構的生長方法,其特征在于,所述生長方法包括以下步驟:
在1100-1200℃、氫氣條件下處理藍寶石襯底;
在所述藍寶石襯底上沉積GaN緩沖層;
通過MOCVD工藝生長摻雜有Si和Al的N型GaN層;
在N型GaN層上沉積量子阱層;以及
在所述量子阱層上沉積P型GaN層。
8.根據權利要求7所述的生長方法,其特征在于,所述通過MOCVD工藝生長摻雜有Si和Al的N型GaN層的步驟包括:
在所述GaN緩沖層上沉積第一N型GaN層;
在所述第一N型GaN層上沉積第二N型GaN層;以及
在所述第二N型GaN層上沉積第三N型GaN層。
9.根據權利要求8所述的生長方法,其特征在于,所述沉積第一N型GaN層的步驟包括:
在Si的摻雜濃度為5E+18-6E+18,Al的摻雜濃度為9E+19-1E+20的條件下,在所述GaN緩沖層上沉積厚度為8-10納米的Si-Al-GaN層;
在Si的摻雜濃度為5E+16-6E+16的條件下,在所述Si-Al-GaN層上沉積厚度為3-5納米的Si-GaN層;
交替設置所述Si-Al-GaN層和Si-GaN層38-40個周期。
10.根據權利要求8所述的生長方法,其特征在于,所述沉積第二N型GaN層的步驟包括:
在Si的摻雜濃度為8E+18-9E+18,Al的摻雜濃度為1E+20-2E+20的條件下,在所述第一N型GaN層上沉積厚度為14-16納米的Si-Al-GaN層;
在Si的摻雜濃度為8E+16-9E+16的條件下,在所述Si-Al-GaN層上沉積厚度為2-3納米的Si-GaN層;
交替設置所述Si-Al-GaN層和Si-GaN層20-26個周期。
11.根據權利要求8所述的生長方法,其特征在于,所述沉積第三N型GaN層的步驟包括:
在Si的摻雜濃度為4E+18-5E+18,Al的摻雜濃度為3E+20-4E+20的條件下,在所述第二N型GaN層上沉積厚度為17-18納米的Si-Al-GaN層;
在Si的摻雜濃度為3E+18-4E+18下,在所述Si-Al-GaN層上沉積厚度為1-2納米的Si-GaN層;
交替設置所述Si-Al-GaN層和Si-GaN層15-16個周期。
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