發(fā)明的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖2b顯示為本發(fā)明的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)中的非摻雜GaN緩沖層結(jié)構(gòu)示意圖，圖7顯示為本發(fā)明的GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0042]10生長(zhǎng)襯底
[0043]11非摻雜GaN緩沖層
[0044]111GaN 層
[0045]112AlGaN 層
[0046]113GaN 層
[0047]12未摻雜的GaN層
[0048]13N 型 GaN 層
[0049]14InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)
[0050]15多量子講發(fā)光層結(jié)構(gòu)
[0051]16AlGaN 層
[0052]17低溫P型層
[0053]18P型電子阻擋層
[0054]19P 型 GaN 層
[0055]Sll?S16 步驟I)?步驟6)
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0057]請(qǐng)參閱圖1?圖7。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0058]實(shí)施例1
[0059]如圖1?圖7所示，本實(shí)施例提供一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括步驟:
[0060]如圖1及圖2a?圖2b所示，首先進(jìn)行步驟I) S11，提供一生長(zhǎng)襯底10，于所述生長(zhǎng)襯底10上生長(zhǎng)依次層疊的GaN層111、AlGaN層112及GaN層113的非摻雜GaN緩沖層
Ilo
[0061]作為示例，所述生長(zhǎng)襯底10可以為藍(lán)寶石、GaN、硅以及碳化硅等，在本實(shí)施例中，所述生長(zhǎng)襯底10為藍(lán)寶石襯底。
[0062]作為示例，所述非摻雜GaN緩沖層的生長(zhǎng)溫度較低，其范圍為450?650 °C，生長(zhǎng)的總厚度范圍為15?50nm。在本實(shí)施例中，所述非摻雜GaN緩沖層的生長(zhǎng)溫度為400°C，生長(zhǎng)的總厚度為30nmo
[0063]作為示例，所述非摻雜GaN緩沖層11中的GaN層IlUAlGaN層112及GaN層113的厚度為全部相同、其中任意兩層相同或全部不相同。在本實(shí)施例中，通過(guò)控制生長(zhǎng)時(shí)間，以使所述非摻雜GaN緩沖層中的GaN層111、AlGaN層112及GaN層113的厚度為全部相同。
[0064]如圖1及圖3所示，然后進(jìn)行步驟2) S12，于所述非摻雜GaN緩沖層11上依次生長(zhǎng)未摻雜的GaN層12以及N型GaN層13。
[0065]具體地，本步驟包括以下子步驟:
[0066]步驟2-1)，于1000?1200°C溫度下，于所述非摻雜GaN緩沖層11表面生長(zhǎng)一層未摻雜的GaN層12。
[0067]步驟2-2)，于1000?1200°C溫度下，在所述為摻雜的GaN層表面生長(zhǎng)N型GaN層13，所述N型GaN層13中，Si摻雜濃度范圍為lel8?3el9，所述N型GaN層13生長(zhǎng)完成后，所述N型GaN層13及未摻雜的GaN層12的總生長(zhǎng)厚度范圍為1.5?4.5um。
[0068]如圖1及圖4所示，然后進(jìn)行步驟3) S13，于所述N型GaN層13上生長(zhǎng)InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14。
[0069]作為示例，所述InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度范圍為700?900°C，在本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度為800°C。
[0070]作為示例，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14的周期對(duì)數(shù)量范圍為3?30，InGaN勢(shì)阱中In組分的原子比范圍為I?5%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為1.0?4.0nm,GaN勢(shì)皇的厚度范圍為1.0?9.0nm。在本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14的周期對(duì)數(shù)量為10，InGaN勢(shì)阱中In組分的原子比為3%，InGaN勢(shì)阱的厚度為2.0nm,GaN勢(shì)皇的厚度為4.0nm0
[0071]如圖1及圖5所示，然后進(jìn)行步驟4) S14，于所述InGaN/GaN超晶格量子講結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15。
[0072]作為示例，所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15生長(zhǎng)溫度范圍為700?900°C。
[0073]作為示例，所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15含有的勢(shì)皇勢(shì)阱周期對(duì)數(shù)量范圍為5?18，InGaN勢(shì)阱中In的組分的原子比范圍為15?20%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為2.0?4.0nm，GaN勢(shì)皇的厚度范圍為3?15nm。在本實(shí)施例中，所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15含有的勢(shì)皇勢(shì)阱周期對(duì)數(shù)量為10，InGaN勢(shì)阱中In的組分的原子比為15%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為3.0nm, GaN勢(shì)皇的厚度范圍為6nm。
[0074]在本實(shí)施例中，生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15的InGaN勢(shì)阱包括以下步驟:
[0075]步驟4-1)，打開(kāi)Ga源，生長(zhǎng)InGaN，其中，TMIn的通入量為100-300sccm ；
[0076]步驟4-2)，關(guān)閉Ga源，TMIn的通入量變?yōu)椴襟E4_1)通入量的3_5倍，通入預(yù)設(shè)時(shí)間后關(guān)閉TMIn ；
[0077]步驟4-3)，打開(kāi)Ga源，繼續(xù)生長(zhǎng)InGaN，其中，TMIn的通入量為100-300sccm，生長(zhǎng)完成后InGaN勢(shì)阱的總厚度為2.0?4.0nm0
[0078]如圖1及圖6所示，接著進(jìn)行步驟5) S15，于所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15上依次生長(zhǎng)AlGaN層16、低溫P型層17以及P型電子阻擋層18。
[0079]作為示例，所述AlGaN層16中Al組分原子比范圍為2?20%，所述AlGaN層16的厚度范圍為20?35nm。在本實(shí)施例中，所述AlGaN層16中Al組分原子比為10%，所述AlGaN層16的厚度為25nm。
[0080]作為示例，所述低溫P型層17的生長(zhǎng)溫度范圍為700?800°C。
[0081]作為示例，所述P型電子阻擋層18包括P型AlGaN、P型AlInGaN及P型AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中的一種，所述P型電子阻擋層18的總厚度范圍為30?80nm，所述P型電子阻擋層18中Mg摻雜濃度范圍為5el8?3.5el9。在本實(shí)施例中，所述P型電子阻擋層18為P型AlGaN，所述P型電子阻擋層18的總厚度為50nm，所述P型電子阻擋層18中Mg摻雜濃度為lel9。
[0082]如圖1及圖7所示，最后進(jìn)行步驟6)S16，于所述P型電子阻擋層18上生長(zhǎng)P型GaN 層 19。
[0083]作為示例，所述P型GaN層19中Mg摻雜濃度范圍為5el8?le20，所述P型GaN層19的厚度范圍為30?150nm。在本實(shí)施例中，所述P型GaN層19中Mg摻雜濃度為lel9，所述P型GaN層19的厚度為10nm0
[0084]如上所述，本實(shí)施例采用包括由GaN層、AlGaN層及GaN層組成的具有三明治結(jié)構(gòu)的非摻雜GaN緩沖層作為緩沖層，該緩沖層通過(guò)使用折射率不同的材料來(lái)改變光散射的方向，從而可以提高出光效率。
[0085]實(shí)施例2
[0086]如圖7所示，本實(shí)施例提供一種GaN基LED外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)包括依次層疊的非摻雜GaN緩沖層11、未摻雜的GaN層12、N型GaN層13、InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14、多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15、AlGaN層16，低溫P型層17、P型電子阻擋層18、以及P型GaN層19，所述非摻雜GaN緩沖層11包括由依次層疊的GaN層IlUAlGaN層112及GaN層113組成的三明治結(jié)構(gòu)。
[0087]如圖7所示，所述GaN基LED外延結(jié)構(gòu)形成于包括藍(lán)寶石、GaN、硅以及碳化硅之一的生長(zhǎng)襯底10上。在本實(shí)施例中，所述GaN基LED外延結(jié)構(gòu)形成于藍(lán)寶石襯底上。
[0088]如圖7所示，所述非摻雜GaN緩沖層的總厚度范圍為15?50nm。在本實(shí)施例中，所述非摻雜GaN緩沖層的總厚度為30nm。
[0089]作為示例，所述非摻雜GaN緩沖層11中的GaN層IlUAlGaN層112及GaN層113的厚度為全部相同、其中任意兩層相同或全部不相同。在本實(shí)施例中，所述非摻雜GaN緩沖層中的GaN層111、AlGaN層112及GaN層113的厚度為全部相同。
[0090]如圖7所示，所述未摻雜的GaN層12及N型GaN層13的總厚度范圍為1.5?4.5um，所述N型GaN層13中，Si摻雜濃度范圍為lel8?3el9。
[0091]如圖7所示，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14的周期對(duì)數(shù)量范圍為3?30，InGaN勢(shì)阱中In組分的原子比范圍為I?5%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為1.0?4.0nm,GaN勢(shì)皇的厚度范圍為1.0?9.0nm。在本實(shí)施例中，所述InGaN/GaN超晶格量子阱結(jié)構(gòu)14的周期對(duì)數(shù)量為10，InGaN勢(shì)阱中In組分的原子比為3%，InGaN勢(shì)阱的厚度為2.0nm,GaN勢(shì)皇的厚度為4.0nm0
[0092]如圖7所示，所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15含有的勢(shì)皇勢(shì)阱周期對(duì)數(shù)量范圍為5?18，InGaN勢(shì)阱中In的組分的原子比范圍為15?20%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為2.0?
4.0nm，GaN勢(shì)皇的厚度范圍為3?15nm。在本實(shí)施例中，所述多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)15含有的勢(shì)皇勢(shì)阱周期對(duì)數(shù)量為10，InGaN勢(shì)阱中In的組分的原子比為15%，InGaN勢(shì)阱的厚度范圍為3.0nm, GaN勢(shì)皇的厚度范圍為6nm。
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