一種具有p型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法
【專利摘要】一種具有p型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法，由下至上依次包括藍(lán)寶石襯底層、GaN成核層、非摻雜GaN層、n型GaN層、低溫InxGa1-xN/GaN多量子阱層和高溫p型GaN層，其特點(diǎn)是在低溫InxGa1-xN/GaN多量子阱層與高溫p型GaN層之間生長(zhǎng)p型緩沖層。本發(fā)明的該p型緩沖層由多層組分漸變的p型InyGa1-yN薄層組成，生長(zhǎng)溫度由下至上逐漸增加。相比于傳統(tǒng)外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可有效地實(shí)現(xiàn)溫度漸變，降低高溫p型GaN層生長(zhǎng)時(shí)對(duì)低溫InGaN量子阱結(jié)構(gòu)的破壞，提高外延片的抗靜電能力，從而降低芯片擊穿率，提高芯片發(fā)光效率。
【專利說明】一種具有P型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上已經(jīng)開始出現(xiàn)越來(lái)越多的綠光LED相關(guān)產(chǎn)品，綠光LED應(yīng)用范圍廣泛，可以應(yīng)用于室內(nèi)外大型顯示屏、交通信號(hào)燈、背光源(平板電腦、手機(jī)顯示屏等)、便攜式照明系統(tǒng)、固定彩色照明系統(tǒng)、光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。綠光LED相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額也在逐漸增大，市場(chǎng)對(duì)綠光LED產(chǎn)品的性能要求也越來(lái)越高。如何獲得高高度、高質(zhì)量的綠光LED產(chǎn)品成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。
[0003]但是，由于綠光LED外延生長(zhǎng)工藝中的量子阱InGaN材料中的In組分(20% —35% )要比藍(lán)光LED中(10%—20%)高很多，將意味著在生長(zhǎng)綠光LED量子阱材料時(shí)需要比藍(lán)光量子阱更低的生長(zhǎng)溫度。傳統(tǒng)的外延生長(zhǎng)過程中，通常在低溫多量子阱材料生長(zhǎng)結(jié)束后，直接生長(zhǎng)高溫P型GaN層，該外延過程由于生長(zhǎng)溫度相差較大，容易對(duì)臨近周期的InGaN量子阱造成破壞，使InGaN材料的In組分析出，導(dǎo)致抗靜電能力變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種具有p型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法，提高LED的抗靜電能力，降低芯片擊穿率，提高芯片發(fā)光效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有p型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括藍(lán)寶石襯底層、GaN成核層、非摻雜GaN層、η型GaN層、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層和高溫P型GaN層，其特點(diǎn)是在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層與高溫p型GaN層之間生長(zhǎng)P型緩沖層。
[0006]所述的p型緩沖層由多層不同In組分的p型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層生長(zhǎng)在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱結(jié)構(gòu)層上，所述的多層InyGai_yN薄層In組分從下至上逐漸變小，其中0〈y〈x.
[0007]一種具有p型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法，其特點(diǎn)是在藍(lán)寶石襯底上依次生長(zhǎng)GaN成核層、非摻雜GaN層、η型GaN層、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層、p型緩沖層和聞溫P型GaN層。
[0008]所述的p型緩沖層由多層不同In組分的p型InyGai_yN薄層組成，所述的多層p型InyGai_yN薄層In組分從下至上逐漸變小，且0〈y〈x，所述的多層InyGai_yN薄層的生長(zhǎng)溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層和高溫η型GaN層的生長(zhǎng)溫度之間，且生長(zhǎng)溫度從下至上逐漸升高。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于:本發(fā)明在低溫InGaN多量子阱結(jié)構(gòu)層與高溫p型GaN材料層之間設(shè)置了 P型緩沖層，該P(yáng)型緩沖層由多層組分漸變的P型InyGai_yN薄層組成，生長(zhǎng)溫度由下至上逐漸增加。相比于傳統(tǒng)外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可有效地實(shí)現(xiàn)溫度漸變，降低高溫P型GaN層生長(zhǎng)時(shí)對(duì)低溫InGaN量子阱結(jié)構(gòu)的破壞，提高外延片的抗靜電能力，從而降低芯片擊穿率，提高芯片發(fā)光效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1、藍(lán)寶石襯底層，2、GaN成核層，3、非摻雜GaN層，4、η型GaN層，5、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層，6、p型緩沖層，7、高溫p型GaN層。

【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種具有p型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，在藍(lán)寶石襯底層1上依次生長(zhǎng)GaN成核層2、非摻雜GaN層3、n型GaN層4、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5、p型緩沖層6、高溫p型GaN層7。
[0013]一種具有p型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括藍(lán)寶石襯底層1、GaN成核層2、非摻雜GaN層3、η型GaN層4、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5和高溫p型GaN層6，其特點(diǎn)是在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5與高溫p型GaN層7之間生長(zhǎng)p型緩沖層6。
[0014]所述的p型緩沖層6由多層不同In組分的p型InyGai_yN薄層組成，所述的多層IriyGa^yN薄層生長(zhǎng)在低溫Ir^GahN/GaN多星子講結(jié)構(gòu)層5上，所述的多層InyGa^yN薄層In組分從下至上逐漸變小，其中0〈y〈x。
[0015]一種具有p型緩沖層的GaN基綠光LED結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法，其特點(diǎn)是在藍(lán)寶石襯底1上依次生長(zhǎng)GaN成核層2、非摻雜GaN層3、η型GaN層4、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5、p型緩沖層6和高溫p型GaN層7。
[0016]所述的p型緩沖層6由多層不同In組分的p型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層的生長(zhǎng)溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5和高溫η型GaN層的生長(zhǎng)溫度7之間，且生長(zhǎng)溫度從下至上逐漸升高。
【權(quán)利要求】
1.一種具有P型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，其特征在于:在藍(lán)寶石襯底層(I)上依次生長(zhǎng)GaN成核層⑵、非摻雜GaN層(3)、η型GaN層(4)、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)、P型緩沖層(6)、高溫P型GaN層(7)； 該結(jié)構(gòu)由下至上依次包括藍(lán)寶石襯底層(I)、GaN成核層(2)、非摻雜GaN層(3)、η型GaN層(4)、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)和高溫P型GaN層(6)，在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)與高溫P型GaN層(7)之間生長(zhǎng)P型緩沖層(6);在藍(lán)寶石襯底⑴上依次生長(zhǎng)GaN成核層⑵、非摻雜GaN層(3)、n型GaN層(4)、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)、P型緩沖層(6)和高溫P型GaN層(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有P型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的P型緩沖層(6)由多層不同In組分的P型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層生長(zhǎng)在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱結(jié)構(gòu)層(5)上，所述的多層InyGaLyN薄層In組分從下至上逐漸變小，其中0〈y〈x。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有P型緩沖層的GaN基LED綠光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的P型緩沖層(6)由多層不同In組分的P型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGapyN薄層的生長(zhǎng)溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)和高溫η型GaN層的生長(zhǎng)溫度(7)之間，且生長(zhǎng)溫度從下至上逐漸升高。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104282812SQ201410536347
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王智勇, 張楊, 楊翠柏, 楊光輝 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)