本发明专利技术提供一种GaN基LED外延结构及其制造方法，所述LED外延结构依次包括：衬底；缓冲层；u‑GaN层；n型GaN层；多量子阱发光层；电子阻挡层；超晶格透光扩展层，所述超晶格透光扩展层包括若干周期堆叠的AlxInyGa1‑x‑yN势阱层和AlwInzGa1‑w‑zN势垒层，其中，AlxInyGa1‑x‑yN势阱层中x取值范围为0≤x≤0.5，y取值范围为0≤y≤0.1，AlwInzGa1‑w‑zN势垒层中w取值范围为0＜w≤0.5，z取值范围为0＜z≤0.1；p 型GaN层。本发明专利技术通过在电子阻挡层和p 型GaN层之间形成AlxInyGa1‑x‑yN/AlwInzGa1‑w‑zN超晶格透光扩展层，阻挡了外延材料的缺陷，减缓了电流壅塞进而提升了器件的抗静电能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及LED
，尤其涉及一种GaN基LED外延结构及其制造方法。
技术介绍
发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
参图1所示为现有技术中GaN基LED外延结构的结构示意图，从下向上依次包括：衬底10’、缓冲层20’、u-GaN层30’、n型GaN层40’、多量子阱发光层50’、电子阻挡层60’、及p型GaN层80’。
GaN基发光二极管外延生长于蓝宝石衬底上，因晶格失配严重，导致缺陷密度高于其他半导体材料，量子阱生长时温度及InGaN的晶格失配引起缺陷进一步增加，使得GaN基发光二极管器件抗静电能力普遍偏弱。
此外因为缺乏导电衬底，使得LED芯片制作时P、N电极时必需制作成平行分布结构，该电极不可避免地造成电场分布不均，因而形成所谓的电流壅塞现象(CurrentCrowding)，使得局部区域承受的电场及电流偏高，进一步削弱了芯片的抗静电能力。
有鉴于此，为了解决上述技术问题，有必要提供一种GaN基LED外延结构及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GaN基LED外延结构及其制造方法，通过在电子阻挡层和p型GaN层之间形成AlxInyGa1-x-yN/AlwInzGa1-w-zN超晶格透光扩展层，阻挡了外延材料的缺陷，减缓了电流壅塞进而提升了器件的抗静电能力。
为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下：
一种GaN基LED外延结构，所述LED外延结构依次包括：
衬底；
位于所述衬底上的缓冲层；
位于所述缓冲层上的u-GaN层；
位于所述u-GaN层上的n型GaN层；
位于所述n型GaN层上的多量子阱发光层；
位于所述多量子阱发光层上的电子阻挡层；
位于所述电子阻挡层上的超晶格透光扩展层，所述超晶格透光扩展层包括若干周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层，其中，AlxInyGa1-x-yN势阱层中x取值范围为0≤x≤0.5，y取值范围为0≤y≤0.1，AlwInzGa1-w-zN势垒层中w取值范围为0＜w≤0.5，z取值范围为0＜z≤0.1；
位于所述超晶格透光扩展层上的p型GaN层。
作为本专利技术的进一步改进，所述超晶格透光扩展层包括6~20个周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层。
作为本专利技术的进一步改进，所述超晶格透光扩展层中，AlxInyGa1-x-yN势阱层的厚度为0.1~2nm，AlwInzGa1-w-zN势垒层的厚度为1~5nm。
作为本专利技术的进一步改进，所述AlxInyGa1-x-yN势阱层为非掺杂、p型掺杂或局部区域p型掺杂。
作为本专利技术的进一步改进，所述AlwInzGa1-w-zN势垒层为非掺杂、p型掺杂或局部区域p型掺杂。
作为本专利技术的进一步改进，所述多量子阱发光层包括若干周期堆叠的InGaN量子阱层和AlInGaN量子垒层，其中AlInGaN量子垒层中的Al组分为0~0.2，In组分为0~0.3。
作为本专利技术的进一步改进，所述多量子阱发光层包括6~10个周期堆叠的InGaN量子阱层和AlInGaN量子垒层，InGaN量子阱层的厚度为2~4nm，AlInGaN量子垒层的厚度为6~12nm。
相应地，一种GaN基LED外延结构的制造方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将衬底放置在MOCVD反应室中的载盘上，在1080~1100℃下高温处理5~10分钟；
S2、在500~550℃、200~500Torr条件下，外延生长10~30nm的缓冲层；
S3、在1040~1100℃、100~300Torr条件下，生长2~4um的u-GaN层；
S4、在1040~1070℃、100~200Torr条件下，生长2~4um的n型GaN层，掺杂浓度为5E18~1E19；
S5、在750~900℃、100~300Torr条件下，依次生长InGaN量子阱层和AlInGaN量子垒层，形成多量子阱发光层；
S6、在750~900℃、100~400Torr条件下，生长30~60nm的p型AlGaN电子阻挡层；
S7、在800~1000℃、100~400Torr条件下，依次生长若干周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层，形成超晶格透光扩展层，其中，AlxInyGa1-x-yN势阱层中x取值范围为0≤x≤0.5，y取值范围为0≤y≤0.1，AlwInzGa1-w-zN势垒层中w取值范围为0＜w≤0.5，z取值范围为0＜z≤0.1；
S8、在800~1000℃、100~400Torr条件下，生长30~50nm的p型GaN层。
作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S7中，超晶格透光扩展层包括6~20个周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层。
作为本专利技术的进一步改进，所述超晶格透光扩展层中，AlxInyGa1-x-yN势阱层的厚度为0.1~5nm，AlwInzGa1-w-zN势垒层的厚度为1~10nm。
与现有技术相比，本专利技术通过在电子阻挡层和p型GaN层之间形成AlxInyGa1-x-yN/AlwInzGa1-w-zN超晶格透光扩展层，阻挡了外延材料的缺陷，减缓了电流壅塞进而提升了器件的抗静电能力；
此外，通过控制x和y的取值及阱宽来调整势阱层的量子能级，通过控制w和z的取值来调整势垒层的禁带宽度，以提高超晶格透光扩展层的抗静电能力。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中GaN基LED外延结构的结构示意图；
图2为本专利技术中GaN基LED外延结构的结构示意图；
图3为本专利技术中超晶格透光扩展层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
参图2所示，本专利技术公开了一种GaN基LED外延结构，从下向上依次包括：衬底10、缓冲层20、u-GaN层30、n型GaN层40、多量子阱发光层50、电子阻挡层60、超晶格透光扩展层70、及p型GaN层80。其中，超晶格透光扩展层70包括若干周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GaN基LED外延结构，其特征在于，所述LED外延结构依次包括：衬底；位于所述衬底上的缓冲层；位于所述缓冲层上的u‑GaN层；位于所述u‑GaN层上的n型GaN层；位于所述n型GaN层上的多量子阱发光层；位于所述多量子阱发光层上的电子阻挡层；位于所述电子阻挡层上的超晶格透光扩展层，所述超晶格透光扩展层包括若干周期堆叠的AlxInyGa1‑x‑yN势阱层和AlwInzGa1‑w‑zN势垒层，其中，AlxInyGa1‑x‑yN势阱层中x取值范围为0≤x≤0.5，y取值范围为0≤y≤0.1，AlwInzGa1‑w‑zN势垒层中w取值范围为0＜w≤0.5，z取值范围为0＜z≤0.1；位于所述超晶格透光扩展层上的p 型GaN层。
【技术特征摘要】
1.一种GaN基LED外延结构，其特征在于，所述LED外延结构依次包括：
衬底；
位于所述衬底上的缓冲层；
位于所述缓冲层上的u-GaN层；
位于所述u-GaN层上的n型GaN层；
位于所述n型GaN层上的多量子阱发光层；
位于所述多量子阱发光层上的电子阻挡层；
位于所述电子阻挡层上的超晶格透光扩展层，所述超晶格透光扩展层包括若干周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层，其中，AlxInyGa1-x-yN势阱层中x取值范围为0≤x≤0.5，y取值范围为0≤y≤0.1，AlwInzGa1-w-zN势垒层中w取值范围为0＜w≤0.5，z取值范围为0＜z≤0.1；
位于所述超晶格透光扩展层上的p型GaN层。
2.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述超晶格透光扩展层包括6~20个周期堆叠的AlxInyGa1-x-yN势阱层和AlwInzGa1-w-zN势垒层。
3.根据权利要求2所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述超晶格透光扩展层中，AlxInyGa1-x-yN势阱层的厚度为0.1~2nm，AlwInzGa1-w-zN势垒层的厚度为1~5nm。
4.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述AlxInyGa1-x-yN势阱层为非掺杂、p型掺杂或局部区域p型掺杂。
5.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述AlwInzGa1-w-zN势垒层为非掺杂、p型掺杂或局部区域p型掺杂。
6.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述多量子阱发光层包括若干周期堆叠的InGaN量子阱层和AlInGaN量子垒层，其中AlInGaN量子垒层中的Al组分为0~0.2，In组分为0~0.3。
7.根据权利要求6所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述多量子阱发光层包括6~10个周期堆叠的InGaN量子阱层和AlInGaN量子垒层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈立人，冯猛，
申请(专利权)人：聚灿光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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