一种蓝绿发光二极管及其外延方法技术

本发明专利技术公开一种蓝绿发光二极管，包括有源区，该有源区由从下至上依次生成的低温前阱层、量子阱、盖帽层和量子垒多个循环组成，该盖帽层由生长温度阶梯式升温的第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层组成。本发明专利技术还公开一种蓝绿发光二极管的外延方法。本发明专利技术可以提高有源区的晶体质量，从而有效提高内量子效率。

A blue green light-emitting diode and its epitaxial method

The invention discloses a blue green light emitting diode, including the active region. The active region is composed of a low temperature well layer, a quantum well, a cap layer and a quantum barrier, which is generated from the lower and the lower first. The cap layer is composed of a first cap layer, a second cap layer and a third cap layer. The invention also discloses an epitaxy method of the blue green LED. The invention can improve the crystal quality of the active region, thereby effectively improving the internal quantum efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种蓝绿发光二极管及其外延方法
本专利技术涉及发光二极管
，尤其是指一种蓝绿发光二极管及其外延方法。
技术介绍
现有技术中，绿光发光二极管由于波长较长，有源区材料的In组分相对较高，因此有源区内聚集的应力较大，晶体质量相对来说较低。而且由于生长量子阱时的In浓度较高，容易导致In析出，不仅对有源区晶体质量变差，对后续的P型晶体质量也造成影响，导致表面产生彩斑，使得整个器件的发光效率下降。有鉴于此，本专利技术研发一种克服所述缺陷的蓝绿发光二极管及其外延方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蓝绿发光二极管及其外延方法，以提高有源区的晶体质量，从而有效提高内量子效率。为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：一种蓝绿发光二极管，包括有源区，该有源区由从下至上依次生成的低温前阱层、量子阱、盖帽层和量子垒多个循环组成，该盖帽层由生长温度阶梯式升温的第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层组成。进一步，低温前阱层、量子阱和第一盖帽层的生长温度为650-800摄氏度，第二盖帽层的生长温度为较第一盖帽层升高大于零摄氏度且小于50摄氏度，第三盖帽层的生长温度为较第一盖帽层升高大于50摄氏度且小于120摄氏度。进一步，盖帽层的材质为GaN、AlN、AlGaN、GaInN、AlGaInN中的一种。一种蓝绿发光二极管的外延方法，包括以下步骤：在量子阱上从下至上依次生长第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层，生长温度阶梯式升温。进一步，在量子阱上生长第一盖帽层，生长温度为650-800摄氏度，生长压力为100-400乇，采用无氢气环境下，生长一层厚度小于5埃的第一盖帽层；在第一盖帽层上生长第二盖帽层，生长温度升高至中高温度，生长温度为较第一盖帽层升高大于零摄氏度且小于50摄氏度，降低生长压力，较第一盖帽层降低大于零且小于100乇，采用无氢气环境下，降低生长速率至低于0.2埃/s生长一层厚度小于3埃的第二盖帽层；在第二盖帽层上生长第三盖帽层，生长温度为较第一盖帽层升高大于50摄氏度且小于120摄氏度，采用少氢气环境下，提高生长速率至第二盖帽层生长速率的2倍以上，生长一层厚度小于7埃的第三盖帽层。进一步，量子阱上生长在低温前阱层上，低温前阱层的生长温度为650-800摄氏度，生长压力为100-400乇。进一步，在第三盖帽层上生长量子垒，量子垒的生长温度为650-800摄氏度。进一步，盖帽层的材质为GaN、AlN、AlGaN、GaInN、AlGaInN中的一种。采用上述方案后，本专利技术在有源区量子阱和量子垒之间生成盖帽层，盖帽层采用阶梯式升温生长第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层，使得量子阱的In被盖帽层盖得更好，减小后续外延量子垒时发生In析出的情况，使得量子垒的生长温度可以升得更高，提高有源区的晶体质量，有效地增加发光二极管内量子效率。附图说明图1是本发二极管的结构示意图；图2是本专利技术有源区的结构示意图；图3是本专利技术的生长曲线图。标号说明衬底1缓冲层2非故意掺杂层3第一型导电层4有源区5低温前阱层51量子阱52盖帽层53第一盖帽层531第二盖帽层532第三盖帽层533量子垒54电子阻挡层6第二型导电层7欧姆接触层8电流扩展层9。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术做详细描述。请参阅图1至图3所述，本专利技术揭示的一种蓝绿发光二极管，在衬底1上生长缓冲层2，在缓冲层2上生长非故意掺杂层3，非故意掺杂层3材质为GaN，在非故意掺杂层3上生长第一型导电层4，第一型导电层4材质为GaN，在第一型导电层4上生长有源区5，在有源区5上生长电子阻挡层6，电子阻挡层6材质为AlGaN，在电子阻挡层6上生长第二型导电层7，第二型导电层7材质为GaN，在第二型导电层7上生长欧姆接触层8，在欧姆接触层8上生长电流扩展层9，电流扩展层9的材质为ITO。如图2所述，有源区5由从下至上依次生成的低温前阱层51、量子阱52、盖帽层53和量子垒54多个循环组成，该盖帽层由生长温度阶梯式升温的第一盖帽层531、第二盖帽层532和第三盖帽层533组成。盖帽层53的材质为GaN、AlN、AlGaN、GaInN、AlGaInN中的一种。低温前阱层51、量子阱52、第一盖帽层531和量子垒54的生长温度为650-800摄氏度，即有源区MQW的通常生长温度。第二盖帽层532的生长温度为较第一盖帽层531升高大于零摄氏度且小于50摄氏度，第三盖帽层533的生长温度为较第一盖帽层531升高大于50摄氏度且小于120摄氏度。本专利技术还揭示一种蓝绿发光二极管的外延方法，包括以下步骤：一，在量子阱52上生长第一盖帽层531，生长温度为650-800摄氏度，生长压力为100-400乇，采用无氢气环境下，生长一层厚度小于5埃的第一盖帽层531；量子阱52上生长在低温前阱层51上，低温前阱层51的生长温度为650-800摄氏度，生长压力为100-400乇。通过步骤一尽量将In保留在量子阱里面，但由于In的特性，依然会有些In会析出，因此采用下一步骤二。二，在第一盖帽层531上生长第二盖帽层532，生长温度升高，生长温度为较第一盖帽层531升高大于零摄氏度且小于50摄氏度，降低生长压力，较第一盖帽层531降低大于零且小于100乇，采用无氢气环境下，降低生长速率至低于0.2埃/s生长一层厚度小于3埃的第二盖帽层532。采用该低速中温的生长方法，通过提高温度使得表面In析出严重的区域In可以扩散或逃逸；通过降低生长速率，使得盖帽层界面上的晶体质量逐步得到改善。为了使得后续量子垒获得更好的晶体质量。三，在第二盖帽层532上生长第三盖帽层533，生长温度为较第一盖帽层531升高大于50摄氏度且小于120摄氏度，采用少氢气环境下，提高生长速率至第二盖帽层532生长速率的2倍以上，生长一层厚度小于7埃的第三盖帽层533。通过第三盖帽层的生长，使得温度可以较容易地过渡到较高温度生长量子垒，且避免温度升高过高导致的In析出。保证了有源区的晶体质量，有效提高内量子效率。四，在第三盖帽层533上生长量子垒54，量子垒54的生长温度为650-800摄氏度，即有源区MQW的通常生长温度。本专利技术在有源区量子阱52和量子垒54之间生成盖帽层53，盖帽层53采用阶梯式升温生长第一盖帽层531、第二盖帽层532和第三盖帽层533，使得量子阱52的In被盖帽层盖得更好，减小后续外延量子垒54时发生In析出的情况，使得量子垒54的生长温度可以升得更高，提高有源区5的晶体质量，有效地增加发光二极管内量子效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝绿发光二极管，其特征在于：包括有源区，该有源区由从下至上依次生成的低温前阱层、量子阱、盖帽层和量子垒多个循环组成，该盖帽层由生长温度阶梯式升温的第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层组成。

【技术特征摘要】
1.一种蓝绿发光二极管，其特征在于：包括有源区，该有源区由从下至上依次生成的低温前阱层、量子阱、盖帽层和量子垒多个循环组成，该盖帽层由生长温度阶梯式升温的第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层组成。2.如权利要求1所述的一种蓝绿发光二极管，其特征在于：低温前阱层、量子阱和第一盖帽层的生长温度为650-800摄氏度，第二盖帽层的生长温度为较第一盖帽层升高大于零摄氏度且小于50摄氏度，第三盖帽层的生长温度为较第一盖帽层升高大于50摄氏度且小于120摄氏度。3.如权利要求1所述的一种蓝绿发光二极管，其特征在于：盖帽层的材质为GaN、AlN、AlGaN、GaInN、AlGaInN中的一种。4.一种蓝绿发光二极管的外延方法，其特征在于：包括以下步骤：在量子阱上从下至上依次生长第一盖帽层、第二盖帽层和第三盖帽层，生长温度阶梯式升温。5.如权利要求4所述的一种蓝绿发光二极管的外延方法，其特征在于：在量子阱上生长第一盖帽层，生长温度为650-800摄氏度，生长压力为100-400乇，采用无氢气环境下，生...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，卓祥景，姜伟，汪洋，童吉楚，陈亮，李俊贤，吴奇隆，刘英策，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35