The present invention provides LED epitaxial structure and preparation method of composite P type GaN layer, the LED epitaxial structure of the P type GaN layer concrete comprises: a first P GaN layer, the thickness of 40 to 80nm; second P GaN layer, the thickness of 30 to 70nm; third P type GaN layer thickness is 4 10nm. The application of P type GaN layer structure by adding n type and P type dopant, play two roles: to increase the solubility of dopants (reduced form dopant can) to suppress the self compensation effect; reduce the acceptor level to improve the activation rate; so as to inhibit the self compensation effect of P type GaN a good layer, enhance the hole concentration, GaN can improve the luminescence efficiency of the device and electrical purposes.
【技术实现步骤摘要】
复合P型GaN层的LED外延结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体照明
,特别地,涉及一种复合P型GaN层的LED外延结构及其制备方法。
技术介绍
GaN发光二极管(LED)作为一种高效、环保和绿色新型固态照明光源,具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高及使用功耗低等特性被广泛应用于户外显示屏、车灯、交通信号灯、景观照明、背光源等领域。制作GaN器件均涉及到掺杂问题,GaN掺Si可以很容易实现n型,电子浓度达到1015~1020cm3,室温迁移率超过300cm2/V·s。但P型掺Mg会在生产过程中出现很多问题,空穴浓度只有1017~1018cm3,迁移率不到10cm2/V·s,掺杂效率只有0.1%~1%,不能很好满足器件要求。一般认为阻碍GaN器件发展的主要因素:一是H原子对Mg的钝化作用,二是Mg自身较高的离化能,三是高背景施主浓度的自补偿效应。H原子对Mg的钝化作用曾经是制约P型GaN掺杂的技术难题,快速热退火激活P型GAN层技术成功突破了该技术难题。所以,用MOCVD技术生长的P型GaN时,一方面降低受主Mg原子具有很高的受主激活能,另一方面高掺Mg时,降低P型GaN存在本征施主自补偿效应。成为如何提高P型GAN层GaN结构的空穴浓度,是提高LED器件发光效率的关键,也是目前研究GaN基LED芯片又一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种复合P型GaN层的LED外延结构及其制备方法,以解决P型GAN层GaN结构的空穴浓度不高的技术问题。为实现上述目的,本专利技术提供了一种复合P型GaN层的LED外延结构的制备方法,依次包括处理衬底、 ...
【技术保护点】
一种复合P型GaN层的LED外延结构的制备方法,其特征在于,依次包括处理衬底(1)、生长缓冲层(2)、生长u型GaN层(3)、生长n型GaN层(4)、生长MQW有源层(5)、生长电子阻挡层(6)、生长P型GaN层步骤,其中,生长P型GaN层步骤具体包括以下步骤:B1、反应室压力为400‑700mbar,温度为1000‑1070℃,N
【技术特征摘要】
1.一种复合P型GaN层的LED外延结构的制备方法,其特征在于,依次包括处理衬底(1)、生长缓冲层(2)、生长u型GaN层(3)、生长n型GaN层(4)、生长MQW有源层(5)、生长电子阻挡层(6)、生长P型GaN层步骤,其中,生长P型GaN层步骤具体包括以下步骤:B1、反应室压力为400-700mbar,温度为1000-1070℃,N2气氛下,在电子阻挡层上生长低Mg掺杂浓度的第一P型GaN层(7),B2、反应室压力不变,温度为1070-1140℃,H2和N2混合气氛下,在步骤B1所得的第一P型GaN层上,生长Mg和Si共掺杂的P型GaN作为第二P型GaN层(8),B3、反应室压力为200-400mbar,温度和气氛不变,在步骤B2所得的第二P型GaN层上,生长高Mg掺杂浓度的P型GaN作为第三P型GaN层(9)。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,生长电子阻挡层(6)步骤具体包括以下步骤:A1、生长温度为860-920℃,在MQW有源层上生长掺Mg的P型AlGaN层,作为势垒层;A2、保持温度不变,在P型AlGaN层上生长In型GaN层作为势阱层;步骤A1和A2周期性重复。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述P型AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层(6)Mg浓度高于所述第一P型GaN层(7)中Mg的浓度,与所述第二P型GaN层(8)中Mg的浓度相近。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一P型GaN层(7)中Mg的浓度小于所述第二P型GaN层(8)中Mg的浓度;所述第二P型GaN层(8)中Mg的浓度小于所述第三P型GaN层(9)中Mg的浓度。5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤B2中,受主Mg的掺杂浓度是2.5×1020~5×1020atoms/cm3,施主的Si掺杂浓度是1.5×1016~5×1016...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘为刚,曾莹,
申请(专利权)人:湘能华磊光电股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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