3min。
[0043]S2、在所述襯底上生長N型GaN層；
[0044]例如:在高溫條件下，通入SiH4生長N型GaN;
[0045]S3、在所述N型GaN層上生長MQW有源層；
[0046]例如:在N型GaN層之上，生長6?15個周期的InGaN/GaN量子阱層。
[0047]S4、在所述MQW有源層上生長電子阻擋層；
[0048]例如:在所述MQW有源層上生長P型電子阻擋層。
[0049]S5、在所述電子阻擋層上生長極化摻雜層；其中，所述極化摻雜層為非故意摻雜AlxGa(1-x)N層，所述非故意摻雜AlxGa(1-x)N層中Al的摩爾含量從與所述電子阻擋層接觸的下表面到與所述歐姆接觸層接觸的上表面遞減。
[0050]本實施方式中，在生長GaN材料過程中，GaN會逆向分解形成氮空穴，非故意摻雜的GaN層將呈現本征的N型。為了避免出現上述問題，本實施方式對生長非故意摻雜AlxGa(H)N層的生長工藝進行優化，以最大限度地減少氮空位的產生。
[0051]本實施方式中，為最大程度地減少氮空位，所述的非故意摻雜AlxGa(H)N層的生長溫度控制在850?900°C，生長壓力為200?400mbar，進一步的，所述極化摻雜層的生長環境為NH3、N2、H2的混合氣體，相應的，在所述極化摻雜層的生長環境通入N源，有利于減少氮空位，所述對原為NH3，并將N2、H2作為載氣，其中，所述NH3的體積占比為50 %?70 %，所述N2的體積占比為20%?40%，其它為H2。
[0052]進一步的，為提高晶體質量，非故意摻雜AlxGau-X)N層采用低長速生長，其生長速率控制在0.02?0.08nm/s，最終獲取非故意摻雜AlxGa(1-x)N層，本實施方式中，所述非故意摻雜AlxGa(H)N層與所述電子阻擋層接觸的下表面中，所述X的取值范圍為0.2?0.4;所述非故意摻雜AlxGa(1-x)N層與所述電子阻擋層接觸的上表面中，所述X的取值范圍為O?0.2;所述非故意摻雜AlxGa(i—X)N層的厚度為30?60nmo
[0053]進一步的，由于所述非故意摻雜AlxGa(H)N層相鄰的電子阻擋層和/或歐姆接觸層中Mg的擴散效應，在最終形成的LED器件中，所述非故意摻雜AlxGa(Ii)N層替代現有技術中通過Mg故意摻雜的P型GaN層，成為空穴傳輸層。
[0054]S6、在所述極化摻雜層上生長歐姆接觸層；
[0055]在本實用新型一實施方式中，所述步驟SI后，所述方法還包括:S71、在所述N型GaN層上生長成核層;例如:將溫度下降到500?550°C之間，在所述N型GaN層上生長15?25nm厚的低溫GaN成核層，生長壓力控制在600mbar，V/m摩爾比在80?120之間，并將TMGa作為Ga源。
[0056]S72、在所述成核層上生長氮化物緩沖層；
[0057]例如:降溫后在所述成核層上生長低溫GaN緩沖層。
[0058]S73、在所述氮化物緩沖層上生長非故意摻雜GaN層；
[0059]當然，本實用新型一實施方式中，所述步驟S71、S72、S73還可以任意組合:
[0060]例如:所述步驟SI后，所述方法還包括:S71、在所述N型GaN層上生長成核層；
[0061 ]或S72、在所述N型GaN層上生長氮化物緩沖層；
[0062]或S73、在所述氮化物緩沖層上生長非故意摻雜GaN層，在此不做詳細贅述。
[0063]需要說明的是，通過上述方法制備出的襯底、成核層、氮化物緩沖層、非故意摻雜GaN層、N型GaN層、MQW有源層、電子阻擋層、極化摻雜層、歐姆接觸層的具體組分可以參考前述LED外延結構，在此不做詳細贅述。
[0064]以下結合【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0065]在本實施方式中，LED外延結構的制備方法具體包括:
[0066]Ml、提供一襯底；
[0067]M2、在所述成核層上生長成氮化物緩沖層；
[0068]本實施方式中，將襯底升至高溫進行表面清潔后，再降溫后生長低溫GaN緩沖層；
[0069]M3、在所述氮化物緩沖層上生長非故意摻雜GaN層；
[0070]M4、在所述非故意摻雜GaN層上生長N型GaN層；
[0071 ] 本實施方式中，在高溫條件下，通入SiH4生長N型GaN;
[0072]M5、在所述N型GaN層上生長MQW有源層；
[0073]本實施方式中，在N型GaN層之上，生長6?15個周期的InGaN/GaN量子阱層。
[0074]M6、在所述MQW有源層上生長電子阻擋層；
[0075]本實施方式中，在所述MQW有源層上生長P型電子阻擋層。
[0076]M7、在所述電子阻擋層上生長極化摻雜層；
[0077]本實施方式中，生長溫度控制在880°C，生長壓力控制在300mbar，反應式氣氛:NH3的體積占比占60 %，N2的體積占比為30 %，H2體積占比1 %，同時，通入TMAl，TMGa，保持生長速率為0.05nm/s，相應的，在1000秒的生長過程中，通入的TMAl的流量逐漸減少，TMGa的流量逐漸增加，達到Al組分從0.3到0.01漸變，且厚度為50nm的非故意摻雜AlxGau-X)N層。
[0078]M8、在所述極化摻雜層上生長歐姆接觸層；
[0079]上述實施方式僅僅為一優選實施方式，在本實用新型的其他實施方式中，所述非故意摻雜AlxGau-X)N層的厚度，所述非故意摻雜AlxGaa-X)N層的Al的摩爾含量從與所述電子阻擋層接觸的下表面到與所述歐姆接觸層接觸的上表面變化的范圍，以及X的取值范圍等均可以根據需求設置為其他數值或種類，在此不再進一步贅述。
[0080]結合圖4所示，本實用新型實施方式和現有技術中兩種結構采用相同芯片制程，在相同的測試條件下(驅動電流150mA)進行測試，其中，樣品A為現有技術的LED外延結構，樣品B為本實用新型實施方式的LED外延結構。
[0081 ]由圖4可知，本實施方式中LED外延結構的發光亮度(LOP)較現有技術中LED外延結構的發光亮度(LOP)提升7.1mW(4.9%)。
[0082]綜上所述，本實用新型的LED外延結構及其制備方法，采用新的極化摻雜層取代傳統的Mg故意摻雜的P型GaN層，所述極化摻雜層為非故意摻雜AlxGa(Ii)N層，所述非故意摻雜AlxGa(H)N層中Al的摩爾含量從與所述電子阻擋層接觸的下表面到與所述接觸層接觸的上表面遞減，從而獲得較高的空穴濃度；同時，避免在GaN晶格中引入高摻雜濃度的Mg原子所造成的晶體質量下降，以及C雜質的增加，以達到減少吸光，提高發光效率的目的，進一步的，極化摻雜層形成逐漸降低的能級，有利于空穴的注入，提高復合效率。
[0083]應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0084]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種LED外延結構，其特征在于，所述LED外延結構從下向上依次包括: 襯底，N型GaN層，MQW有源層，電子阻擋層，歐姆接觸層;所述電子阻擋層和所述歐姆接觸層之間還生長有極化摻雜層，所述極化摻雜層為Al組分漸變的非故意摻雜AlxGau^N層。2.根據權利要求1所述的LED外延結構，其特征在于， 所述非故意摻雜AlxGa(i—X)N層的厚度為30?60nm。3.根據權利要求2所述的LED外延結構，其特征在于， 所述非故意摻雜AlxGaa-X)N層的厚度為50nm。4.根據權利要求1所述的LED外延結構，其特征在于， 所述非故意摻雜AlxGa(H)N層與所述電子阻擋層接觸的下表面中，所述X的取值范圍為0.2 ?0.4; 所述非故意摻雜AlxGa(H)N層與所述電子阻擋層接觸的上表面中，所述X的取值范圍為O ?0.2o5.根據權利要求4所述的LED外延結構，其特征在于， 所述非故意摻雜AlxGa(H)N層與所述電子阻擋層接觸的下表面中，所述X的取值為0.3，所述非故意摻雜AlxGa(H)N層與所述歐姆接觸層接觸的上表面中，所述X的取值為0.01。
【專利摘要】本實用新型提供一種LED外延結構，所述LED外延結構從下向上依次包括：襯底，N型GaN層，MQW有源層，電子阻擋層，歐姆接觸層；所述電子阻擋層和所述歐姆接觸層之間還生長有極化摻雜層，所述極化摻雜層為非故意摻雜AlxGa(1-x)N層，所述非故意摻雜AlxGa(1-x)N層中Al的摩爾含量從與所述電子阻擋層接觸的下表面到與所述歐姆接觸層接觸的上表面遞減。本實用新型采用新的非故意摻雜AlxGa(1-x)N層取代傳統的Mg故意摻雜的P型GaN層，從而獲得較高的空穴濃度；同時，避免在GaN晶格中引入高摻雜濃度的Mg原子所造成的晶體質量下降，以及C雜質的增加，以達到減少吸光，提升發光效率的目的。
【IPC分類】H01L33/32
【公開號】CN205231097
【申請號】CN201520453379
【發明人】馮猛, 陳立人, 劉恒山
【申請人】聚燦光電科技股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年6月29日