一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法技术

一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，包括：(1)在蓝宝石衬底上依次生长低温GaN缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层；(2)生长InGaN/GaN多量子阱有源区，每个InGaN阱层的生长过程如下：①680～710℃下，使三甲基铟流速由0逐渐增加至600～700sccm，生长第一子层；②温度及步骤①中最大的三甲基铟流速不变，生长第二子层；③降温20～30℃，生长第三子层；(3)依次生长p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层、p型InGaN欧姆接触层。本发明专利技术提高了自发辐射效率，增加了长波长辐射区域的态密度并使得辐射光向长波长方向拓展。

【技术实现步骤摘要】
一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法
本专利技术涉及一种利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的方法，属于微电子

技术介绍
近年来，白光LED已被广泛应用于液晶显示和固态照明等领域。利用LED实现白光发射的途径主要有三种：一是将分别发出蓝光、绿光和红光(三基色)的三个LED芯片集成一个整体LED，发出白光；二是利用紫光LED芯片作为基础光源，通过紫光激发特定的荧光粉使其同时发出红、绿、蓝三基色从而实现白光发射；三是利用蓝光LED芯片发出的蓝光作为基础光源，激发荧光粉使其发出黄光，这样LED发出的蓝光和荧光粉发出的黄光混合形成白光。通过LED激发荧光粉产生白光的方法已经被商用，但是荧光粉的转换效率却较低，同时还存在环境污染和显色指数较低等问题。因此，人们正在积极探索一种通过单片集成红、绿、蓝三基色LED来实现白光发射以替代基于荧光粉的白光LED。GaN材料作为III-V族化合物半导体材料的代表，具有优良的物理、化学性质和光电特性，可在高温、酸碱、辐射环境下使用，近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，所述InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构自下而上依次生长有蓝宝石衬底、低温GaN缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN多量子阱有源区、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层、p型InGaN欧姆接触层，所述InGaN/GaN多量子阱有源区包括若干个周期的InGaN/GaN多量子阱，所述InGaN/GaN多量子阱包括自下而上依次生长的InGaN阱层、低温AlN保护层、GaN垒层，所述InGaN阱层包括自下而上依次生长的第一子层、第二子层、第三子层，包括步骤如下：/n...

【技术特征摘要】
1.一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，所述InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构自下而上依次生长有蓝宝石衬底、低温GaN缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN多量子阱有源区、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层、p型InGaN欧姆接触层，所述InGaN/GaN多量子阱有源区包括若干个周期的InGaN/GaN多量子阱，所述InGaN/GaN多量子阱包括自下而上依次生长的InGaN阱层、低温AlN保护层、GaN垒层，所述InGaN阱层包括自下而上依次生长的第一子层、第二子层、第三子层，包括步骤如下：
(1)在所述蓝宝石衬底上依次生长所述低温GaN缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN层、所述InGaN/GaN超晶格应力释放层；
(2)在所述InGaN/GaN超晶格应力释放层上生长所述InGaN/GaN多量子阱有源区，是指：在所述InGaN/GaN超晶格应力释放层上生长若干个周期的InGaN/GaN多量子阱，其中，在气氛为氮气的反应室内生长1个周期的InGaN/GaN量子阱的过程如下：
A、生长InGaN阱层，包括：
①生长所述第一子层：在680～710℃条件下，通入三甲基镓和三甲基铟，使三甲基铟流速逐渐增加，由0逐渐增加至600～800sccm，生长所述第一子层；
②生长所述第二子层：在与步骤①相同的温度条件，以及在保持与步骤A中最大的三甲基铟流速条件下，生长所述第二子层；
③生长所述第三子层：降温20～30℃，以及在保持与步骤①中最大的三甲基铟流速条件下，生长所述第三子层；
B、生长低温AlN保护层：保持温度不变，关闭反应室内的三甲基镓和三甲基铟(Ga源和In源)，通入三甲基铝，生长低温AlN保护层；
C、生长GaN垒层；
(3)在所述InGaN/GaN多量子阱有源区上依次生长p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层、p型InGaN欧姆接触层，既得。


2.根据权利要求1所述的一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，步骤A与步骤B之间执行如下步骤：保持反应室内温度不变，关闭三甲基镓，只通三甲基铟，并停顿10～30s。


3.根据权利要求2所述的一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，停顿25s。


4.根据权利要求1-3任一所述的一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，步骤A中，生长厚度为3～5nm的InGaN阱层；
步骤①中，在690～700℃条件下，通入三甲基镓和三甲基铟，使三甲基铟流速逐渐增加，由0逐渐增加至600～700sccm，生长InGaN为所述第一子层。


5.根据权利要求1-3任一所述的一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，步骤A中，生长厚度为4nm的InGaN阱层；
步骤①中，在700℃条件下，通入三甲基镓和三甲基铟，使三甲基铟流速逐渐增加，由0逐渐增加至600sccm，生长所述第一子层；
步骤②中，在700℃温度条件，以及三甲基铟流速保持600sccm流速条件下，生长InGaN为所述第二子层；
步骤③中，在680℃温度条件，以及三甲基铟流速保持600sccm流速条件下，生长InGaN为所述第三子层。


6.根据权利要求1所述的一种InGaN/GaN多量子阱基红光LED结构的制备方法，其特征在于，步骤A中，
步骤①中，生长1～2nm的InGaN为所述第一子层；
步骤②中，生长1～2nm的InGaN为所述第二子层；
步骤③中，生长1～3nm的InGaN为所述第三子层；
最优选的，步骤A中，
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀子武，屈尚达，李睿，时凯居，徐明升，王成新，徐现刚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37