本发明专利技术涉及一种InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片，生长方法包括以下步骤：(1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃；(2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，述InAlGaN Cap层的生长温度为600℃～700℃；(3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600℃～700℃；(4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型InAlGaN垒层的生长温度为600℃～700℃；(5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的InAlGaN超晶格结构。其能够有效改善核心层量子阱层的质量，降低阱垒层的缺陷，从而提高紫外GaN基LED的光效和可靠性。LED的光效和可靠性。LED的光效和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片
[0001]本专利技术属于半导体
，涉及一种InAlGaN超晶格结构的生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片。
技术介绍
[0002]现有的发光二极管外延结构，尤其是紫外GaN基发光二极管的外延结构中，现有的InAlGaN层的生长温度远高于量子阱垒层的生长温度，其不能起到量子阱垒层的作用。这样，如果量子阱垒层周期数量太少，那么会影响发光效率。而如果量子阱垒层的周期数量太多，那么会降低载流子注入效率同时使工作电压升高。因此，如何合理设置量子阱的周期数量一直是一个难题。
[0003]同时，在量子阱垒层的生长过程中，由于位于其下方的InAlGaN 层的生长温度高于量子阱垒层的生长温度，导致量子阱垒层在生长时容易形成应力集中，以及晶体错位，导致量子阱垒层出现缺陷密度，降低其质量，从而影响紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。
[0004]鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的 InAlGaN超晶格结构的生长方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种 InAlGaN超晶格结构的生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片，该生长方法使得InAlGaN超晶格结构的生长温度接近甚至低于量子阱垒层的生长温度，其能提高紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008](1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃；
[0009](2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，所述InAlGaN Cap层的生长温度为600℃～700℃；
[0010](3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600℃～700℃；
[0011](4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型 InAlGaN垒层的生长温度为600℃～700℃；
[0012](5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的 InAlGaN超晶格结构。
[0013]优选地，其中，在所述步骤(5)中，重复上述步骤(1)～(4) 2-20次，使所述InAlGaN超晶格结构为2-20个周期循环结构。
[0014]优选地，其中，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层中In和Ga 的原子摩尔比为0.001～0.1；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap 层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为 0.001～0.05；在所述步骤(4)中，所述n型InAlGaN垒层中In和Ga的原
子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为0.001～0.2，n型掺杂源为硅烷，n型掺杂浓度为1E+16cm-2
～1E+18cm-2
。
[0015]优选地，其中，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层的厚度为 0.05～5nm；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap层的厚度为0.5～ 5nm；在所述步骤(3)中，所述GaN cap层的厚度为0.5～10nm；在所述步骤(4)中，所述n型InAlGaN垒层的厚度为5～20nm。
[0016]优选地，其中，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层的生长速率为0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap层的生长速率为0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步骤(3)中，所述GaN cap 层的生长速率为0.005nm/s-0.06nm/s；在所述步骤(4)中，所述n型 InAlGaN垒层的生长速率为0.02nm/s-0.2nm/s。
[0017]优选地，其中，第一个周期的所述InGaN阱层生长在n型掺杂层之上。
[0018]优选地，其中，最后一个周期的所述n型InAlGaN垒层上生长量子阱垒层。
[0019]此外，本专利技术还提供一种InAlGaN超晶格结构，其特征在于，其采用上述InAlGaN超晶格结构生长方法生长而成。
[0020]另外，本专利技术还提供一种具有上述InAlGaN超晶格结构的发光二极管外延结构，其特征在于，所述发光二极管外延结构包括自下而上设置的衬底、N型掺杂层、所述InAlGaN超晶格结构层、量子阱垒层和P型掺杂层。
[0021]优选地，其中，所述衬底与所述N型掺杂层之间还设置有缓冲层。
[0022]优选地，其中，所述缓冲层为u-AlGaN层或u-AlN层。
[0023]优选地，其中，所述衬底包括蓝宝石衬底、Si衬底或SiC衬底。
[0024]优选地，其中，所述N型掺杂层为n-AIGaN层。
[0025]优选地，其中，所述量子阱垒层为MQW层。
[0026]优选地，其中，所述P型掺杂层为p-AlGaN层。
[0027]最后，本专利技术还提供一种发光二极管芯片，其特征在于，所述芯片包括上述具有InAlGaN超晶格结构的发光二极管外延结构、正电极和负电极。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片具有如下有益技术效果：
[0029]1、该方法使得InAlGaN超晶格结构的生长温度与量子阱接近甚至更低，起到与量子阱类似的作用，能够在不增加量子阱周期数量的前提下，通过使用该InAlGaN超晶格结构提高发光效率。
[0030]2、该方法使得InAlGaN超晶格结构的生长温度比较低，温度接近量子阱甚至更低，能够起到释放量子阱垒层应力的作用，从而降低量子阱垒层生长时的应力，降低量子阱核心层的缺陷密度，提高质量，从而提高各项性能。
[0031]3、该方法生长的InAlGaN超晶格结构能够提高紫外GaN基发光二极管的光效和可靠性。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的InAlGaN超晶格结构的生长方法的流程图。
[0033]图2是采用本专利技术的生长方法生长的InAlGaN超晶格结构的结构图。
[0034]图3是具有采用本专利技术的生长方法生长的InAlGaN超晶格结构的发光二极管外延
结构的结构图。
[0035]图4是本专利技术的发光二极管芯片的结构图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，实施例的内容不作为对本专利技术的保护范围的限制。
[0037]本专利技术涉及一种nAlGaN超晶格结构的生长方法，其目的在于生长低温InAlGaN超晶格结构，也就是，使得InAlGaN超晶格结构生长温度低于量子阱垒层的生长温度。
[0038]图1示出了本专利技术的InAlGaN超晶格结构的生长方法的流程图。如图1所示，本专利技术的InAlGaN超晶格结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600℃～700℃；(2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，所述InAlGaN Cap层的生长温度为600℃～700℃；(3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600℃～700℃；(4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型InAlGaN垒层的生长温度为600℃～700℃；(5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的InAlGaN超晶格结构。2.根据权利要求1所述的InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，重复上述步骤(1)～(4)2-20次，使所述InAlGaN超晶格结构为2-20个周期循环结构。3.根据权利要求2所述的InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.1；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为0.001～0.05；在所述步骤(4)中，所述n型InAlGaN垒层中In和Ga的原子摩尔比为0.001～0.05，Al与Ga的原子摩尔比为0.001～0.2，n型掺杂源为硅烷，n型掺杂浓度为1E+16cm-2
～1E+18cm-2
。4.根据权利要求3所述的InAlGaN超晶格结构生长方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述InGaN阱层的厚度为0.5～5nm；在所述步骤(2)中，所述InAlGaN Cap层的厚度为0.5～5nm；在所述步骤(3)中，所述GaN cap层的厚度为0.5～10nm；在所述步骤(4)中，所述n型InAlGaN垒层的厚度为5～20nm。5.根据权利要求4所述的InAlGaN超晶格结构生长方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟锡俊，崔志强，贾晓龙，
申请(专利权)人：山西中科潞安紫外光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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