低吸收led外延結構及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體發光器件技術領域，尤其涉及一種低吸收LED外延結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002]發光二極管(Light-Emitting D1de，LED)作為一種高效、環保和綠色新型固態照明光源，具有體積小、重量輕、壽命長、可靠性高及使用功耗低等優點，使其得以廣泛應用。特別地，隨著LED行業的迅猛發展，LED在照明領域的應用所占比例越來越高。隨著大功率LED芯片在照明領域廣泛應用，對大功率LED芯片發光效率要求與日倶增。
[0003]傳統的LED芯片其P型層的厚度一般在200nm~300nm，因此，其發光效果并不理想。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種低吸收LED外延結構及其制備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明一實施方式提供一種低吸收LED外延結構，所述低吸收LED外延結構從下向上依次包括:
襯底，N型GaN層，MQff有源層，P型層；
所述P型層從下到上依次包括:P型電子阻擋層，P型GaN層，P型InGaN接觸層；
其中，所述P型層的厚度取值范圍為50nm~100nm。
[0006]作為本實施方式的進一步改進，所述P型層的厚度為65nm。
[0007]作為本實施方式的進一步改進，所述P型電子阻擋層的厚度取值范圍為:30nm~60nm，所述P型GaN層的厚度取值范圍為:15nm~30nm，所述P型InGaN接觸層的厚度取值范圍為:5nm~10nmo
[0008]作為本實施方式的進一步改進，所述P型電子阻擋層，P型GaN層，P型InGaN接觸層的厚度比為8:4:1。
[0009]作為本實施方式的進一步改進，所述P型電子阻擋層，P型GaN層，P型InGaN接觸層的厚度分別為40nm，20nm, 5nm。
[0010]作為本實施方式的進一步改進，所述P型電子阻擋層為P型超晶格GaN/p-1nAlGaN電子阻擋層，所述GaN與InAlGaN的厚度比為1:2。
[0011]為了實現上述發明目的之一，本實施方式的一種低吸收LED外延結構的制備方法包括:
提供一襯底；
在所述襯底上生長N型GaN層；
在所述N型GaN層上生長MQW有源層；
在所述MQW有源層上生長P型層；所述P型層的厚度取值范圍為50nm~100nm ；
其中，“在所述MQW有源層上生長P型層；”具體包括:
在所述MQW有源層上生長P型電子阻擋層； 在所述P型電子阻擋層上生長P型GaN層；
在所述P型GaN層上P型InGaN接觸層。
[0012]作為本實施方式的進一步改進，所述P型電子阻擋層的生長溫度的取值范圍為7600C ~820°C，所述P型電子阻擋層的厚度取值范圍為:30nm~60nm。
[0013]作為本實施方式的進一步改進，所述P型GaN層的生長溫度的取值范圍為9300C ~960°C，所述P型GaN層的厚度取值范圍為:15nm~30nm。
[0014]作為本實施方式的進一步改進，所述P型InGaN接觸層的生長溫度的取值范圍為8900C ~930°C，其Mg原子摻雜濃度大于lE21cm 3，所述P型InGaN接觸層的厚度取值范圍為:5nm~10nmo
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明的低吸收LED外延結構及其制備方法，其P型層的厚度取值范圍降為50nm~100nm，降低了 P型層對光的吸收，從而提高LED芯片的發光亮度；同時，由于P型層厚度減薄，相比舊的LED外延片制造工藝，其單爐生長時間減少，產能提升10%以上。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一實施方式中低吸收LED外延結構的結構示意圖；
圖2是本發明另一實施方式中低吸收LED外延結構的結構示意圖；
圖3是本發明一實施方式中低吸收LED外延結構的制備方法的流程示意圖；
圖4為本發明一實施方式的低吸收LED外延結構與現有技術的低吸收LED外延結構的亮度對比芯片測試數據。
【具體實施方式】
[0017]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。
[0018]如圖1所示，本發明提供的低吸收LED外延結構，低吸收LED外延結構從下向上依次包括:襯底10，N型GaN層20，MQff有源層30，P型層40。
[0019]本發明一實施方式中，襯底10的材料為藍寶石襯底，當然，在本發明的其他實施方式中，襯底10也可以為其他襯底材料，如S1、SiC等。
[0020]本發明一實施方式中，N型GaN層20為高溫N型GaN層。
[0021]本發明一實施方式中，MQW有源層30為多量子阱發光層。
[0022]本發明的P型層40的厚度取值范圍為50nm~100nm。本發明優選實施方式中，P型層40的厚度為65nm。
[0023]本發明具體示例中，P型層40從下到上依次包括:P型電子阻擋層41，P型GaN層42，P型InGaN接觸層43。
[0024]其中，P型電子阻擋層41的厚度取值范圍為:30nm~60nm，P型GaN層42的厚度取值范圍為:15nm~30nm，P型InGaN接觸層43的厚度取值范圍為:5nm~10nmo
[0025]本發明一優選實施方式中，P型電子阻擋層41，P型GaN層42，P型InGaN接觸層43的厚度比為8:4:lo
[0026]本發明一優選實施方式中，P型電子阻擋層41，P型GaN層42，P型InGaN接觸層43的厚度分別為40nm，20nm，5nm。
[0027]本發明一具體示例中，P型電子阻擋層41為P型超晶格GaN/p-1nAlGaN電子阻擋層，所述GaN與InAlGaN的厚度比為1:2。
[0028]本發明一實施方式中，P型GaN層42為高溫P型GaN層。
[0029]本發明一實施方式中，P型InGaN接觸層43為高濃度Mg摻雜P型InGaN接觸層，其中，Mg原子摻雜濃度大于lE21cm3。
[0030]上述實施方式中，將所述P型層的厚度取值范圍降為50nm~100nm，降低了所述P型層對光的吸收，從而提高LED芯片的發光亮度。
[0031]如圖2所示，圖1所示低吸收LED外延結構的基礎上，本發明一實施方式中，所述低吸收LED外延結構還包括:生長于襯底10和N型GaN層20之間的成核層51。
[0032]其中，成核層51優選低溫GaN成核層，并將TMGa作為Ga源。
[0033]如圖2，圖1所示低吸收LED外延結構的基礎上，本發明一實施方式中，所述低吸收LED外延結構還包括:生長于襯底10和N型GaN層20之間的氮化物緩沖層52。
[0034]氮化物緩沖層52可為GaN緩沖層或AlN緩沖層；當然，在本發明的其他實施方式中，GaN緩沖層還可以包括高溫條件下生長的高溫GaN緩沖層和低溫條件下生長的低溫GaN緩沖層，在此不做詳細贅述。
[0035]如圖2所示，圖1所示低吸收LED外延結構的基礎上，本發明一實施方式中，所述低吸收LED外延結構還包括:生長于襯底10和N型GaN層20之間的非故意摻雜GaN層53。
[0036]當然，在本發明的其他實施方式中，上述成核層51、氮化物緩沖層52、非故意摻雜GaN層53還可以任意組合加入到低吸收LED外延結構中，例如:低吸收LED外延結構從下向上依次包括:襯底10、成核層51、氮化物緩沖層52、非故意摻雜GaN層53、N型GaN層20、MQff有源層30、P型層40，在此不做詳細贅述。
[0037]結合圖3所示，本發明一實施方式中，公開一種低吸收LED外延結構的制備方法，所述方法包括:
51、提供一襯底；
52、在所述襯底上生長N型GaN層；
53、在所述N型GaN層上生長MQW有源層；
54、在所述MQW有源層上生長P型層；
所述步驟S4具體包括:
541、在所述MQW有源層上生長P型電子阻擋層；
542、在所述P型電子阻擋層上生長P型GaN層；
S42、在所述P型GaN層上P型InGaN接觸層。
[0038]其中，所述P型層的厚度取值范圍為50nm~100nm。
[0039]本發明優選實施方式中，所述P型層的厚度為65nm。
[0040]本發明具體示例中，所述P型電子阻擋層的厚度取值范圍為:30nm~60nm，所述P型GaN層的厚度取值范圍為:15nm~30nm，所述P型InGaN接觸層的厚度取值范圍為:5nm?10nmo
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