一种GaN基LED外延结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体发光器件技术领域，特别是涉及一种GaN基LED外延结构。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light-Emitting D1de，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。
[0003]目前LED业界最常用的方法是在蓝宝石衬底上生长GaN基材料，随着技术的不断进步，GaN基蓝白光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。然而这种方法获得的GaN材料有大量的位错缺陷。此外，由于正负电荷不重合，形成自发极化，在量子阱生长过程中，由于InxGa(1_x)N势阱层和GaN势皇层之间的晶格失配，又会引起压电极化，进而形成压电极化场。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种GaN基LED外延结构。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种GaN基LED外延结构。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下:
[0007]一种GaN基LED外延结构，所述GaN基LED外延结构依次包括:
[0008]衬底；
[0009]位于衬底上的氮化物缓冲层；
[0010]位于氮化物缓冲层上的N型GaN层；
[0011]位于N型GaN层上的多量子阱层，所述多量子阱层包括若干组量子阱层，每组量子阱层依次包括InxGa(1_x)N势阱层、AlN/GaN超晶格结构层、和GaN势皇层；
[0012]位于多量子阱层上的P型GaN层。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述多量子阱层包括3?20组量子阱层。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述氮化物缓冲层为GaN缓冲层或AlN缓冲层。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述AlN/GaN超晶格结构层为由AlN层与GaN层交替堆叠组成的超晶格结构、或GaN层与AlN层交替堆叠组成的超晶格结构。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述AlN/GaN超晶格结构层中AlN层与GaN层的层数分别为I?10层。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述AlN/GaN超晶格结构层中，每个AlN层的厚度为I?20A，每个GaN层的厚度为I?20A。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述InxGa(1_x)N势阱层中x的取值为5%?30%，InxGa(1_x)N势讲层的厚度为2nm?5nm。
[0019]本实用新型具有以下有益效果:
[0020]低温的AlN/GaN超晶格结构层可以改变位错的延伸方向，使得量子阱开出的V-pits区域均匀分散，不产生聚集；
[0021]AlN/GaN超晶格结构层可以补偿量子阱在生长过程中累积的应力，减小极化效应的影响；
[0022]本实用新型可以提高量子阱的界面质量，同时减少内部应力，从而提高量子阱的内量子效率。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型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。
[0024]图1为本实用新型一【具体实施方式】中GaN基LED外延结构的示意图；
[0025]图2a、2b分别为本实用新型一【具体实施方式】中两种AlN/GaN超晶格结构层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0027]本实用新型的一种GaN基LED外延结构，其依次包括:
[0028]衬底；
[0029]位于衬底上的氮化物缓冲层，氮化物缓冲层为GaN缓冲层或AlN缓冲层；
[0030]位于氮化物缓冲层上的N型GaN层；
[0031]位于N型GaN层上的多量子阱层，所述多量子阱层包括若干组量子阱层，如在本实施方式中，多量子阱层包括3?20组量子阱层。每组量子阱层依次包括InxGa(1_x)N势阱层、AlN/GaN超晶格结构层、和GaN势皇层，其中，AlN/GaN超晶格结构层为由AlN层与GaN层交替堆叠组成的超晶格结构、或GaN层与AlN层交替堆叠组成的超晶格结构；
[0032]位于多量子阱层上的P型GaN层。
[0033]相应地，本实用新型还公开了一种GaN基LED外延结构的制备方法，包括:
[0034]S1、提供一衬底；
[0035]S2、在衬底上生长氮化物缓冲层；
[0036]S3、在氮化物缓冲层上生长N型GaN层；
[0037]S4、在N型GaN层上生长由若干组量子阱层构成的多量子阱层，所述量子阱层依次包括InxGa(1_x)N势阱层、AlN/GaN超晶格结构层、和GaN势皇层；
[0038]S5、在多量子阱层上生长P型GaN层。
[0039]参图1所示，本实用新型一【具体实施方式】中，GaN基LED外延结构从下向上依次包括:
[0040]衬底10 ；
[0041]位于衬底10上的氮化物缓冲层20 ；
[0042]位于氮化物缓冲层20上的N型GaN层30 ；
[0043]位于N型GaN层30上的多量子阱层400，多量子阱层400包括若干组量子阱层40，优选地，量子阱层40为3?20组。其中，量子阱层依次包括InxGa(1_x)N势阱层41、AlN/GaN超晶格结构层42、和GaN势皇层43 ；
[0044]位于多量子阱层400上的P型GaN层50。
[0045]本实施方式中衬底选用蓝宝石衬底，在其他实施方式中，衬底也可以为Si衬底、