GaN基LED外延片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種GaN基LED外延片，包括：襯底和外延層，所述外延層位于所述襯底之上，包括依次堆疊的以下結構層：N型GaN層；位于所述N型GaN層一側的第一InGaN/GaN多量子阱層；位于所述第一InGaN/GaN多量子阱層一側的第二InGaN/GaN多量子阱層；位于所述第二InGaN/GaN多量子阱層一側的P型GaN層，其中，所述第一InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D1，第二InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D2，D1<D2。本實用新型的GaN基LED外延片具有藍移值小、發光穩定性高等優點。
【專利說明】GaN基LED外延片
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體制造【技術領域】，具體涉及一種GaN基LED外延片。
【背景技術】
[0002]發光二極管LED具有體積小、耗電量低、使用壽命長、環保耐用等特點，在各個領域得到了廣泛應用。使用經驗表明，傳統GaN基藍光LED的峰值波長隨著注入電流的增加向短波長方向移動，即發生藍移。由于藍光波段5 nm左右的波長變化足以讓人眼感覺到顏色的差異，因此該藍移現象降低了 LED的發光穩定性，用戶體驗不佳。 [0003]研究表明，造成這種藍光LED峰值波長藍移的主要原因是由于InGaN / GaN多量子阱區強烈的極化效應。在MOCVD外延生長量子阱時，由于InGaN和GaN存在較大的晶格失配和熱膨脹系數失配產生應力，此時極化率在界面處的急劇變化將產生大量極化電荷，直接使體系內出現內建電場。這個內強電場將阻止發光器件中載流子的注入，引起顯著的量子限制斯塔克效應(QCSE)，導致能帶傾斜，發光波長向長波段方向移動(即紅移)。隨著注入電流的增大，多量子阱區的自由載流子增加，屏蔽了部分內建電場，削弱了 QCSE效應，從而使LED峰值波長向短波方向移動。
[0004]現有技術中采用非極性的GaN襯底來提高GaN基藍光LED峰值波長穩定性。由于非極性GaN襯底難以大批量制備，具有價格昂貴的缺點，不易推廣。
【發明內容】
[0005]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本實用新型的一個目的在于提出低藍移、發光穩定性好的GaN基LED外延片。
[0006]本實用新型提供一種GaN基LED外延片，包括:
[0007]襯底；和
[0008]外延層，所述外延層位于所述襯底之上，包括依次堆疊的以下結構層:
[0009]N 型 GaN 層；
[0010]位于所述N型GaN層一側的第一 InGaN/GaN多量子阱層；
[0011]位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱層一側的第二 InGaN/GaN多量子阱層；
[0012]位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱層一側的P型GaN層，其中，
[0013]所述第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D1，第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D2，D1〈D2。
[0014]進一步，0〈D2-D1〈1.5nm。
[0015]進一步，所述第一 InGaN/GaN多量子講層中的講層厚度為2nnT3nm。
[0016]進一步，所述第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為2nnT4.5nm。
[0017]進一步，所述第一 InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2≤NI≤6，且NI為整數，并且，所述第二 InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2≤N2≤6，且N2為整數。
[0018]進一步，還包括:位于所述襯底與所述外延層之間的本征GaN層。
[0019]進一步，還包括:位于所述N型GaN層與第一 InGaN/GaN多量子阱層之間的應力釋放層。
[0020]進一步，還包括:位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱層與所述P型GaN層之間的電子阻擋層。
[0021]進一步，還包括:輔助InGaN/GaN多量子阱層，所述輔助InGaN/GaN多量子阱層位于所述N型GaN層與所述第一 InGaN/GaN多量子阱層之間且緊鄰所述第一 InGaN/GaN多量子阱層，用于調節所述GaN基LED外延片的量子阱總體周期數。
[0022]綜上所述，根據本實用新型實施例的GaN基LED外延片具有較低藍移值，具有結構簡單、成本低、發光穩定性好等優點。
[0023]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0025]圖1是本實用新型一個實施例的GaN基LED外延片的結構示意圖；
[0026]圖2是本實用新型另一個實施例的GaN基LED外延片的結構示意圖；
[0027]圖3是本實用新型再一個實施例的GaN基LED外延片的結構示意圖；
[0028]圖4是本實用新型一個實施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意圖；
[0029]圖5是本實用新型另一個實施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意圖；
[0030]圖6是本實用新型再一個實施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意圖；
[0031]圖7是本實用新型一個實施例的GaN基LED外延片的形成方法的溫度控制示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0033]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順
時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0034]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0035]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0036]本實用新型第一方面提出了低藍移、發光穩定性好的GaN基LED外延片。
[0037]如圖1、圖2所示，本實用新型提供一種GaN基LED外延片，包括:襯底10和外延層20，所述外延層20位于所述襯底10之上，包括依次堆疊的以下結構層:N型GaN層210 ；位于所述N型GaN層210 —側的第一 InGaN/GaN多量子阱層220 ;位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱層220 —側的第二 InGaN/GaN多量子阱層230 ;位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱層230 —側的P型GaN層240，其中，所述第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層厚度為D1，第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層厚度為D2，D1〈D2。
[0038]在上述GaN基LED外延片中，將現有技術中的單組多量子阱層換為阱層厚度有差異的兩組多量子阱層。基于以下原因，本實用新型實施例的GaN基LED外延片具有較低藍移，結構簡單、成本低、發光穩定性好。
[0039]在低電流密度下，LED的主要發光區域擴散到第一 InGaN/GaN多量子阱層220，假設此時LED發光波長為普通發光波長。在高電流密度下，LED中的過剩載流子會被EBL限制在鄰近P型GaN層240的第二 InGaN/GaN多量子阱層230中，此時第二 InGaN/GaN多量子阱層230作為主要發光區域。一方面，與【背景技術】中提到的普通GaN基LED外延片類似，LED發光波長應該往短波長方向遷移(藍移);另一方面，由于第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層厚度D2大于第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層厚度Dl，在生長條件相同僅厚度不一樣的情況下，其量子阱的能帶傾斜并沒有太大改變，但是第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層的厚度變寬導致禁帶寬度Eg變窄，使得LED發光波長往長波方向遷移(紅移)。上述兩方面共同作用，使得本實用新型實施例的GaN基LED外延片的隨著電流密度增大而發光藍移的程度較小。
[0040]需要說明的是，盡管本實用新型上述實施例通過調節D1〈D2以降低藍移現象，但在實際中還技術人員也可以根據需要來調節D1>D2以增大藍移現象，其原理不變，操作形式相反。
[0041]在本實用新型實施例中，優選的，0〈D2-D1〈1.5nm。一般的，所述第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層厚度為2nnT3nm，所述第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層厚度為 2nm?4.5nm。
[0042]本實用新型另一個實施例的GaN基LED外延片可以包括:襯底10和位于襯底10之上的外延層20。其中外延層20包括依次堆疊的N型GaN層210、第一 InGaN/GaN多量子阱層220、第二 InGaN/GaN多量子阱層230和P型GaN層240。需要說明的是，外延層20中各個結構層的堆疊次序可為順序或者倒序，具體如圖1和圖2所示。第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層生長溫度為Tl，第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層生長溫度為T2，其中 Tl > T2。
[0043]在上述GaN基LED外延片中，將現有技術中的單組多量子阱層換為阱層生長溫度有差異、阱層In組分含量有差異的兩組多量子阱層。基于以下兩個原因，本實用新型實施例的GaN基LED外延片具有較低藍移。
[0044](1)由于Tl大于T2，根據In在高溫下易揮發的特點，設第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層In組分含量為XI，第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層In組分含量為X2，則有Xl小于X2。這意味著:第一 InGaN/GaN多量子阱層220中阱層In含量Xl介于N型GaN層(其In含量為O)與第二 InGaN/GaN多量子阱層230中阱層In含量X2之間。由于In的含量分布呈漸變過渡式分布，因此能夠改進GaN與第二 InGaN/GaN多量子阱層230之間的晶格適配，緩解第二 InGaN/GaN多量子阱層230的應力情況，從而降低LED外延片的藍移值，提高不同電流下波長穩定性，以及提高發光內量子效率。
[0045](2)在低電流密度下，LED的主要發光區域擴散到第一 InGaN/GaN多量子阱層220，假設此時LED發光波長為普通發光波長。在高電流密度下，LED中的過剩載流子會被EBL限制在鄰近P型GaN層240的第二 InGaN/GaN多量子阱層230中，此時第二 InGaN/GaN多量子阱層230作為主要發光區域。一方面，與【背景技術】中提到的普通GaN基LED外延片類似，LED發光波長應該往短波長方向遷移(藍移)；另一方面，由于第二 InGaN/GaN多量子阱層230的In組分含量X2大于第一 InGaN/GaN多量子阱層220的In組分含量XI，LED發光波長應該往長波長方向遷移(紅移)。上述兩方面共同作用，使得本實用新型實施例的GaN基LED外延片的隨著電流密度增大而發光藍移的程度較小，甚至有可能為隨著電流密度增大而發光紅移。
[0046]需要說明的是，盡管本實用新型上述實施例通過調節Tl > T2以降低藍移現象，但在實際中還技術人員也可以根據需要來調節Tl <T2以增大藍移現象，其原理不變，操作形式相反。 [0047]綜上所述，根據本實用新型實施例的GaN基LED外延片中，由于第一 InGaN/GaN多量子阱層和第二 InGaN/GaN多量子阱層的阱層形成溫度不同，改變了應力和能帶結構，在未增加其他結構層的情況，具有較低藍移值，具有結構簡單、成本低、發光穩定性好等優點。
[0048]在本實用新型的一個實施例中，襯底10可以為藍寶石襯底。藍寶石襯底具有價格便宜，制造成本低的優點。
[0049]在本實用新型的一個實施例中，第一 InGaN/GaN多量子阱層220的阱層/壘層周期數2≤NI≤6，且NI為整數。其中第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層生長溫度為Tl，700 ^ Tl ^ 800°C。類似地，第二 InGaN/GaN多量子阱層230的阱層/壘層周期數2≤N2≤6，且吧為整數。其中第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層生長溫度為T2，700≤T2≤8000C。第一 InGaN/GaN多量子阱層220、第二 InGaN/GaN多量子阱層230滿足如下條件:0 < T1-T2 ( 8°C。由于Tl與T2的取值范圍是相對固定的，并且Tl與T2的差值是有限的，因此，第一 InGaN/GaN多量子阱層220中的阱層In組分含量Xl和第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層In組分含量X2的取值范圍也相對固定并且二者差值有限。在本實用新型一個實施例中，13% ^ Xl ^ 17%，13%≤X2≤18%，并且O < X2-X1 ( 1%。因此，不會引起“過度降低現藍移現象，反而導致了紅移現象”，能夠確保GaN基LED外延片的發光穩定性。
[0050]為使芯片質量更優，本實用新型實施例的GaN基LED外延片還可以具有其他附加層次結構。下面結合圖3作進一步介紹。需要說明的是，盡管圖3所示的實施例屬于N型GaN層210位于外延片20底部、P型GaN層240位于外延層20頂部的情況。但是，此處僅出于示例的方便而非作為本實用新型的限定，在其他實施例中也可為外延層中各層次結構按相反順序堆疊。
[0051]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片還可以包括位于襯底10與外延層20之間的本征GaN層30。該技術為本領域公知，故不贅述。需要說明的是，本征GaN層30是可選擇而非必須的。
[0052]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片還可以包括位于N型GaN層210與第一 InGaN/GaN多量子阱層220之間的應力釋放層(Stress Relief Layer, SRL) 250。應力釋放層250可以為至少一個周期的InxGa1J (O < x < I)與GaN交替生長的超晶格結構。其中每層InxGahN厚度為l_20nm，每層GaN厚度為15_85nm。應力釋放層250用于釋放應力，減少晶格失配。需要說明的是，應力釋放層250是可選擇而非必須的。
[0053]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片還可以包括位于第二 InGaN/GaN多量子阱層230與P型GaN層240之間的電子阻擋層(Electron Blocking Layer, EBL)260。電子阻擋層260可以為單層AlyGai_yN (O < y < I)層。電子阻擋層260用于阻擋電子，提高發光效率。需要說明的是，電子阻擋層260是可選擇而非必須的。
[0054]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片還可以包括輔助InGaN/GaN多量子阱層270。該輔助InGaN/GaN多量子阱層270位于N型GaN層210與第一 InGaN/GaN多量子阱層220之間，并且緊鄰第一 InGaN/GaN多量子阱層220。該輔助InGaN/GaN多量子阱層270用于調節GaN基LED外延片的量子阱總體周期數。一般而言，當阱結構周期數適度增加時，阱結構對載流子的限制作用會增強，這使得勢阱層(發光層)中激子的形成幾率增大，因此能夠提高器件發光效率。但是當量子阱周期數太大時，電流效率反而會降低。需要說明的是，輔助InGaN/GaN多量子阱層270是可選擇而非必須的。
[0055]在本實用新型的一個實施例中，輔助InGaN/GaN多量子阱層270中的阱層生長溫度為T3，700°C≤T3 ( 800°C。對應地，輔助InGaN/GaN多量子阱層270中的阱層In組分含量為X3，13%<X3< 18%。需要說明的是，上述T3和X3的數值取值范圍是可選擇而非必須的。
[0056]在本實用新型的一個實施例中，輔助InGaN/GaN多量子阱層270中的阱層生長溫度T3可以等于第二 InGaN/GaN多量子阱層230中的阱層生長溫度T2，輔助InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量X3可以等于第二 InGaN/GaN多量子阱層230中In組分含量X2。需要說明的是，此技術特征是可選擇而非必須的。
[0057]在本實用新型的一個實施例中，輔助InGaN/GaN多量子阱層270的阱層/壘層周期數為N3，1 < N，3 < 6，且N3為整數。需要說明的是，上述N3的數值取值范圍是可選擇而非必須的。
[0058]本實用新型第二方面提出了低藍移、發光穩定性好的GaN基LED外延片的形成方法。
[0059]本實用新型一個實施例的GaN基LED外延片可以包括以下步驟:提供襯底；以及在襯底之上形成外延層。其中，形成外延層的過程包括順序地形成或者倒序地形成N型GaN層、第一 InGaN/GaN多量子阱層、第二 InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層的堆疊結構。具體步驟如圖4和圖5所示。第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層生長溫度為Tl，第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層生長溫度為T2，其中Tl > T2。需要說明的是，由于Tl大于T2，根據In在高溫下易揮發的特點，設第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量為XI，第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量為X2，則有Xl小于X2。[0060]綜上所述，根據本實用新型實施例的GaN基LED外延片的形成方法中，通過控制第一 InGaN/GaN多量子阱層和第二 InGaN/GaN多量子阱層的阱層形成溫度不同，改變了應力和能帶結構，在未增加其他工藝的情況，實現了外延片隨電流密度增大而僅有較低藍移值。該形成方法具有工藝簡單、成本低、制備的LED外延片藍移值低、發光穩定性好等優點。
[0061]在本實用新型的一個實施例中，襯底可以為藍寶石襯底。藍寶石襯底具有價格便宜，制造成本低的優點。
[0062]在本實用新型的一個實施例中，第一 InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2≤NI≤6，且NI為整數。其中第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層生長溫度為Tl，700 ^ Tl ^ 8000C。類似地，第二 InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2≤N2≤6，且N2為整數。其中第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層生長溫度為T2，700≤T2≤800°C。第一 InGaN/GaN多量子阱層、第二 InGaN/GaN多量子阱層滿足如下條件:0 < T1-T2≤8°C。由于Tl與T2的取值范圍是相對固定的，并且Tl與T2的差值是有限的，因此，第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量Xl和第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量X2的取值范圍也相對固定并且二者差值有限。在本實用新型一個實施例中，13% SXl ( 17%，13% ^ X2 ^ 18%，并且O < X2-X1 ( 1%。因此，不會引起“過度降低現藍移現象，反而導致了紅移現象”，能夠確保GaN基LED外延片的發光穩定性。
[0063]為使芯片質量更優，本實用新型實施例的GaN基LED外延片的形成方法還可以包括形成其他附加層次結構的步驟。下面結合圖6作進一步介紹。需要說明的是，盡管圖6所示的實施例屬于先形成N型GaN層、后形成P型GaN層的情況。但是，此處僅出于示例的方便而非作為本實用新型的限定，在其他實施例中也可以為按相反順序形成外延層內的各層次堆疊結構。
[0064]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法還包括:在襯底與外延層之間形成本征GaN層。該技術為本領域公知，故不贅述。需要說明的是，本征GaN層是可選擇而非必須的。
[0065]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法還包括:在N型GaN層與第一 InGaN/GaN多量子阱層之間形成應力釋放層。應力釋放層可以為至少一個周期的InxGahN (O < x < I)與GaN交替生長的超晶格結構。其中每層InxGa1J厚度為l_20nm，每層GaN厚度為15-85nm。應力釋放層用于釋放應力，減少晶格失配。需要說明的是，應力釋放層是可選擇而非必須的。
[0066]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法還包括:在第二InGaN/GaN多量子阱層與P型GaN層之間形成電子阻擋層。電子阻擋層可以為單層AlyG&1_yN(0<y<l)層。電子阻擋層用于阻擋電子，提高發光效率。需要說明的是，電子阻擋層是可選擇而非必須的。
[0067]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法還包括:形成輔助InGaN/GaN多量子阱層，輔助InGaN/GaN多量子阱層位于N型GaN層與第一 InGaN/GaN多量子阱層之間且緊鄰第一 InGaN/GaN多量子阱層，用于調節GaN基LED外延片的量子阱總體周期數。一般而言，當阱結構周期數適度增加時，阱結構對載流子的限制作用會增強，這使得勢阱層(發光層)中激子的形成幾率增大，因此能夠提高器件發光效率。但是當量子阱周期數太大時，電流效率反而會降低。需要說明的是，輔助InGaN/GaN多量子阱層是可選擇而非必須的。
[0068]在本實用新型的一個實施例中，輔助InGaN/GaN多量子阱層中的阱層生長溫度為T3, 7000C ≤ T3 ( 800°C。對應地，輔助InGaN/GaN多量子阱層中的阱層In組分含量為X3，13% ≤ X3 ≤ 18%。需要說明的是，上述T3和X3的數值取值范圍是可選擇而非必須的。
[0069]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法中，T3等于T2，X3等于X2。需要說明的是，此技術特征是可選擇而非必須的。
[0070]在本實用新型的一個實施例中，GaN基LED外延片的形成方法中，輔助InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數I < N，3 < 6，且N3為整數。需要說明的是，上述N3的數值取值范圍是可選擇而非必須的。
[0071]為了使本領域技術人員更好地理解本實用新型，下面結合圖7舉一實施例做詳細介紹。該實施例以三甲基鎵(TMGa)、三乙基鎵(TEGa)、三甲基鋁(TMA1)、三甲基銦(TMIn)、二茂鎂(Cp2Mg)、氨氣(NH3)、硅烷(GeH4)作為沉積材料，以氫氣(H2)、氮氣(N2)作為載氣，采用MOCVD技術形成GaN基LED外延片。具體步驟如下:
[0072]A.在PSS藍寶石圖形化襯底上依次生長uGaN、nGaN。該步驟為本領域公知，不贅述。
[0073]B.生長SRL。在生長溫度為950°C，反應腔壓力為300mbar時，交替生長三個周期的GaN和Inatl5Gaa95N超晶格結構，其中每層GaN厚度為30nm，每層InGaN厚度為2.5nm。生長完SRL后，先將載氣切換成氮氣，反應腔壓力穩定在QB_P，100 ( QB_P ( 500mbr。
[0074]C.生長a組MQWs (即形成輔助InGaN/GaN多量子阱層)
[0075]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子壘生長溫度(QB_T)后，800 ( QB_T ( 900°C (優選QB_T=850°C )，開始通入三乙基鎵(TEGa)生長GaN量子壘(QB)，生長厚度為13nm。
[0076]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子阱生長溫度QW_T=T3=750 V，開始通入三乙基鎵(TEGa)與三甲基銦(TMIn)生長In。.16Ga0.84N量子阱(QW)，生長厚度為3nm。然后停止通入TEGa和InGaN。
[0077]重復上述步驟a=5次。
[0078]D.生長a組MQWs (即形成第一 InGaN/GaN多量子阱層)
[0079]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子壘生長溫度(QB_T)后，800 ( QB_T ( 900°C (優選QB_T=850°C )，開始通入三乙基鎵(TEGa)生長GaN量子壘(QB)，生長厚度為13nm。
[0080]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子阱生長溫度QW_T=T1=754°C，開始通入三乙基鎵(TEGa)與三甲基銦(TMIn)生長Inai5Gaa85N量子阱(QW)，生長厚度為3nm。然后停止通入TEGa和InGaN。
[0081 ] 重復上述步驟b=5次。
[0082]E.生長c組MQWs (即形成第二 InGaN/GaN多量子阱層)
[0083]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子壘生長溫度(QB_T)后，800 ( QB_T ( 900°C (優選QB_T=850°C )，開始通入三乙基鎵(TEGa)生長GaN量子壘(QB)，生長厚度為13nm。
[0084]調節反應腔加熱源溫度，使外延片表面溫度迅速穩定在量子阱生長溫度QW_T=T2=750 V，開始通入三乙基鎵(TEGa)與三甲基銦(TMIn)生長In。.16Ga0.84N量子阱(QW)，生長厚度為3nm。然后停止通入TEGa和InGaN。
[0085]重復上述步驟c=5次。
[0086]F.開始生長EBL及pGaN。其中EBL為單層AlyGa(1_y)N層，其厚度為20nm到60nm。PGaN的厚度為150nm到300nm。該步驟為本領域公知，不贅述。
[0087]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0088]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種GaN基LED外延片，其特征在于，包括: 襯底；和 外延層，所述外延層位于所述襯底之上，包括依次堆疊的以下結構層: N型GaN層; 位于所述N型GaN層一側的第一 InGaN/GaN多量子阱層； 位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱層一側的第二 InGaN/GaN多量子阱層； 位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱層一側的P型GaN層，其中， 所述第一 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D1，第二 InGaN/GaN多量子阱層中的阱層厚度為D2，D1〈D2。
2.如權利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，0〈D2-D1〈1.5nm。
3.如權利要求2所述的GaN基LED外延片，其特征在于，所述第一InGaN/GaN多量子阱層中的講層厚度為2nnT3nm。
4.如權利要求2所述的GaN基LED外延片，其特征在于，所述第二InGaN/GaN多量子阱層中的講層厚度為2ηη1-4.5nm。
5.如權利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，所述第一InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2≤NI≤6，且NI為整數，并且，所述第二 InGaN/GaN多量子阱層的阱層/壘層周期數2 < N2 < 6，且N2為整數。
6.如權利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，還包括:位于所述襯底與所述外延層之間的本征GaN層。
7.如權利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，還包括:位于所述N型GaN層與第一 InGaN/GaN多量子阱層之間的應力釋放層。
8.如權利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，還包括:位于所述第二InGaN/GaN多量子阱層與所述P型GaN層之間的電子阻擋層。
9.如權利要求1-8任一項所述的GaN基LED外延片，其特征在于，還包括:輔助InGaN/GaN多量子阱層，所述輔助InGaN/GaN多量子阱層位于所述N型GaN層與所述第一 InGaN/GaN多量子阱層之間且緊鄰所述第一 InGaN/GaN多量子阱層，用于調節所述GaN基LED外延片的量子阱總體周期數。
【文檔編號】H01L33/32GK203491288SQ201320598427
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】肖懷曙, 謝春林 申請人:惠州比亞迪實業有限公司