一種具有p型緩衝層的GaN基綠光LED結構及其生長方法
2023-05-31 20:25:16 1
一種具有p型緩衝層的GaN基綠光LED結構及其生長方法
【專利摘要】一種具有p型緩衝層的GaN基綠光LED結構及其生長方法，由下至上依次包括藍寶石襯底層、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，其特點是在低溫InxGa1-xN/GaN多量子阱層與高溫p型GaN層之間生長p型緩衝層。本發明的該p型緩衝層由多層組分漸變的p型InyGa1-yN薄層組成，生長溫度由下至上逐漸增加。相比於傳統外延結構，本發明可有效地實現溫度漸變，降低高溫p型GaN層生長時對低溫InGaN量子阱結構的破壞，提高外延片的抗靜電能力，從而降低晶片擊穿率，提高晶片發光效率。
【專利說明】一種具有P型緩衝層的GaN基綠光LED結構及其生長方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電子學【技術領域】，尤其涉及一種GaN基綠光LED結構及其生長方法。
【背景技術】
[0002]目前市場上已經開始出現越來越多的綠光LED相關產品，綠光LED應用範圍廣泛，可以應用於室內外大型顯示屏、交通信號燈、背光源(平板電腦、手機顯示屏等)、可攜式照明系統、固定彩色照明系統、光學存儲系統等多個領域。綠光LED相關產品的市場份額也在逐漸增大，市場對綠光LED產品的性能要求也越來越高。如何獲得高高度、高質量的綠光LED產品成為現在研究的熱點。
[0003]但是，由於綠光LED外延生長工藝中的量子阱InGaN材料中的In組分(20% —35% )要比藍光LED中(10%—20%)高很多，將意味著在生長綠光LED量子阱材料時需要比藍光量子阱更低的生長溫度。傳統的外延生長過程中，通常在低溫多量子阱材料生長結束後，直接生長高溫P型GaN層，該外延過程由於生長溫度相差較大，容易對臨近周期的InGaN量子阱造成破壞，使InGaN材料的In組分析出，導致抗靜電能力變差。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的不足，提出一種具有p型緩衝層的GaN基綠光LED結構及其生長方法，提高LED的抗靜電能力，降低晶片擊穿率，提高晶片發光效率。
[0005]本發明的技術方案是一種具有p型緩衝層的GaN基LED綠光結構，由下至上依次包括藍寶石襯底層、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，其特點是在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層與高溫p型GaN層之間生長P型緩衝層。
[0006]所述的p型緩衝層由多層不同In組分的p型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層生長在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱結構層上，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型緩衝層的GaN基綠光LED結構的生長方法，其特點是在藍寶石襯底上依次生長GaN成核層、非摻雜GaN層、η型GaN層、低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層、p型緩衝層和聞溫P型GaN層。
[0008]所述的p型緩衝層由多層不同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薄層的生長溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層和高溫η型GaN層的生長溫度之間，且生長溫度從下至上逐漸升高。
[0009]本發明的技術優勢在於:本發明在低溫InGaN多量子阱結構層與高溫p型GaN材料層之間設置了 P型緩衝層，該P型緩衝層由多層組分漸變的P型InyGai_yN薄層組成，生長溫度由下至上逐漸增加。相比於傳統外延結構，本發明可有效地實現溫度漸變，降低高溫P型GaN層生長時對低溫InGaN量子阱結構的破壞，提高外延片的抗靜電能力，從而降低晶片擊穿率，提高晶片發光效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
[0011]圖中:1、藍寶石襯底層，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型緩衝層，7、高溫p型GaN層。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種具有p型緩衝層的GaN基LED綠光結構，在藍寶石襯底層1上依次生長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型緩衝層6、高溫p型GaN層7。
[0013]一種具有p型緩衝層的GaN基LED綠光結構，由下至上依次包括藍寶石襯底層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p型緩衝層6。
[0014]所述的p型緩衝層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薄層生長在低溫Ir^GahN/GaN多星子講結構層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型緩衝層的GaN基綠光LED結構的生長方法，其特點是在藍寶石襯底1上依次生長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型緩衝層6和高溫p型GaN層7。
[0016]所述的p型緩衝層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薄層的生長溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層5和高溫η型GaN層的生長溫度7之間，且生長溫度從下至上逐漸升高。
【權利要求】
1.一種具有P型緩衝層的GaN基LED綠光結構，其特徵在於:在藍寶石襯底層(I)上依次生長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型緩衝層(6)、高溫P型GaN層(7)； 該結構由下至上依次包括藍寶石襯底層(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P型緩衝層(6);在藍寶石襯底⑴上依次生長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型緩衝層(6)和高溫P型GaN層(7)。
2.根據權利要求1所述的一種具有P型緩衝層的GaN基LED綠光結構，其特徵在於:所述的P型緩衝層(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薄層生長在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱結構層(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.根據權利要求1所述的一種具有P型緩衝層的GaN基LED綠光結構，其特徵在於:所述的P型緩衝層(6)由多層不同In組分的P型InyGai_yN薄層組成，所述的多層InyGapyN薄層的生長溫度在低溫InxGai_xN/GaN多量子阱層(5)和高溫η型GaN層的生長溫度(7)之間，且生長溫度從下至上逐漸升高。
【文檔編號】H01L33/00GK104282812SQ201410536347
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】王智勇, 張楊, 楊翠柏, 楊光輝 申請人:北京工業大學