式中，所述步骤SI后，所述方法还包括:S61、在所述N型GaN层上生长成核层；
[0046]S62、在所述成核层上生长氮化物缓冲层；
[0047]S63、在所述氮化物缓冲层上生长非掺杂GaN层；
[0048]当然，本实用新型一实施方式中，所述步骤S61、S62、S63还可以任意组合:
[0049]例如:所述步骤SI后，所述方法还包括:S61、在所述N型GaN层上生长成核层；
[0050]或S62、在所述N型GaN层上生长氮化物缓冲层；
[0051]或S63、在所述氮化物缓冲层上生长非掺杂GaN层；在此不做详细赘述。
[0052]在本实用新型一实施方式中，所述步骤S5后，所述方法还包括:
[0053]S7、在所述P型GaN层上生长欧姆接触层。
[0054]需要说明的是，通过上述方法制备出的衬底、成核层、氮化物缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN阱层、掺杂皇层、P型GaN层、欧姆接触层的具体组分可以参考前述GaN基LED外延结构，在此不做详细赘述。
[0055]以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0056]实施例一
[0057]在本实施例中，LED外延结构的制备方法具体包括:
[0058]Ml、提供一衬底；
[0059]所述衬底为蓝宝石衬底，在氢气气氛里进行退火，清洁蓝宝石衬底表面，温度控制在1050-1100°C之间，然后进行氮化处理l-3min。
[0060]M2、在所述N型GaN层上生长成核层；
[0061]将温度下降到500-550°C之间，在所述N型GaN层上生长15_25nm厚的低温GaN成核层，生长压力控制在500Torr，V / III摩尔比在80-120之间，石墨盘转速稳定在600转/分钟，并将TMGa作为Ga源。
[0062]M3、在所述成核层上生长成氮化物缓冲层；
[0063]进行原位退火处理，在所述成核层上生长厚度为0.5-lum间的高温GaN缓冲层。
[0064]M4、在所述氮化物缓冲层上生长非掺杂GaN层；
[0065]在所述氮化物缓冲层上生长一层非掺杂高温U-GaN层。
[0066]M5、在所述氮化物缓冲层上生长N型GaN层；
[0067]在所述氮化物缓冲层上生长一层高温N型GaN层。
[0068]M6、在所述N型GaN层上生长InGaN阱层；
[0069]在所述高温N型GaN层生长结束后，生长至少一个InGaN的阱层，生长压力100-400torr，生长温度 750_790°C。
[0070]M7、在所述InGaN讲层上生长掺杂皇层；
[0071]具体的，先生长一层Al组分逐渐升高的AlxGau X)N皇层，生长压力100_400torr，生长温度820-860°C。其中，在AlxGau X)N皇层与InGaN阱层接触的下表面中，所述x的取值为0，并且在AlxGau x)N皇层远离InGaN讲层的方向上，x渐增至最大值10%。
[0072]然后，其上再生长一层Al组分逐渐降低的AlxGau X)N皇层，生长压力100-400torr,生长温度820-860°C。其中，x由最大值10%开始降低，在AlxGau X)N皇层与P型GaN层接触的上表面中，所述X的取值降低为O。
[0073]M8、在所述掺杂皇层上生长P型GaN层；
[0074]在所述掺杂皇层上生长高温P型GaN。
[0075]M9、在所述P型GaN层上生长欧姆接触层；
[0076]在所述P型GaN层上生长高压P型GaN接触层。
[0077]实施例二
[0078]本实施例与实施例一的区别在于，M7被如下步骤代替:
[0079]M7’、在所述InGaN阱层上生长掺杂皇层；
[0080]具体的，先生长一层Al组分逐渐升高的AlxGau x)N皇层，生长压力100_400torr，生长温度820-860°C。其中，在AlxGau X)N皇层与InGaN阱层接触的下表面中，所述x的取值为0，并且在AlxGau x)N皇层远离InGaN讲层的方向上，x渐增至最大值10%。
[0081]然后，再生长一层Al组分不变的AlxGau x)N皇层，生长压力100-400torr,生长温度820-8600C ο其中，X取值范围为4%-10%ο
[0082]最后，其上再生长一层Al组分逐渐降低的AlxGau X)N皇层，生长压力100-400torr,生长温度820-860°C。其中，x由最大值10%开始降低，在AlxGau X)N皇层与P型GaN层接触的上表面中，所述X的取值降低为O。
[0083]实施例三
[0084]本实施例与实施例一的区别在于，M7被如下步骤代替:
[0085]M7”、在所述InGaN讲层上生长掺杂皇层；
[0086]具体的，先生长一层Al组分逐渐升高的AlxGau x)N皇层，生长压力100_400torr，生长温度820-860°C。其中，在AlxGau X)N皇层与InGaN阱层接触的下表面中，所述x的取值为0，并且在AlxGau x)N皇层远离InGaN讲层的方向上，x渐增至最大值10%。
[0087]然后，再生长一层不掺杂Al的GaN皇层，生长压力100-400torr,生长温度820-860。。。
[0088]最后，其上再生长一层Al组分逐渐降低的AlxGau X)N皇层，生长压力100-400torr,生长温度820-860°C。其中，x由最大值10%开始降低，在AlxGau X)N皇层与P型GaN层接触的上表面中，所述X的取值降低为O。
[0089]综上所述，本实用新型的GaN基LED外延结构，采用渐变的AlxGa(1 x)N多量子阱层结构形成能级梯度，与InGaN形成的压应力更小，可以有效释放量子阱中的压应力，改善其极化电场效应，减弱量子阱内的斯托克斯效应，提高电子载流子和空穴载流子符合几率，提高内量子效率，从而提高LED的发光效率。
[0090]应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0091]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种GaN基LED外延结构，其特征在于，所述LED外延结构从下向上依次包括: 衬底，N型GaN层，MQff有源层，P型GaN层；所述MQW有源层包括InGaN阱层、以及生长在InGaN讲层之上的掺杂皇层，所述掺杂皇层为AlxGau x)N皇层，所述AlxGau x)N皇层中Al的摩尔含量从与所述InGaN阱层接触的下表面到与所述P型GaN层接触的上表面先递增，再递减。2.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于， 所述掺杂皇层与InGaN阱层接触的下表面中，所述x的取值为O。3.根据权利要求2所述的GaN基LED外延结构，其特征在于， 所述掺杂皇层与P型GaN层接触的上表面中，所述X的取值为O。4.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述掺杂皇层自下向上包括第一掺杂皇层及第二掺杂皇层，所述第一掺杂皇层AlxGau X)N自下向上X值逐渐升高，且X的取值范围为O到10%，所述第二掺杂皇层AlxGau X)N自下向上x值逐渐降低，且x的取值范围为10%到O。5.根据权利要求4所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述第一掺杂皇层厚度范围为20-80埃。6.根据权利要求4所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述第二掺杂皇层厚度范围为20-80埃。7.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述掺杂皇层自下向上包括第一掺杂皇层、第二掺杂皇层及第三掺杂皇层，所述第一掺杂皇层AlxGau x)N自下向上X值逐渐升高，且X的取值范围为O到10%，所述第二掺杂皇层不掺杂铝或者掺杂恒定浓度的铝，所述第三掺杂皇层AlxGau X)N自下向上X值逐渐降低，且X的取值范围为10%到O。8.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述掺杂皇层自下向上包括第一掺杂皇层、第二掺杂皇层及第三掺杂皇层，所述第一掺杂皇层AlxGau x)N自下向上X值逐渐升高，且X的取值范围为O到10%，所述第二掺杂皇层AlxGau X)N中x为恒定值，x的取值范围为4%到10%，所述第三掺杂皇层AlxGau X)N自下向上x值逐渐降低，且x的取值范围为10%到O09.根据权利要求7或8任一所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述第一掺杂皇层厚度20-40埃，所述第二掺杂皇层厚度40-60埃，所述第三掺杂皇层厚度20-40埃。10.根据权利要求1所述的GaN基LED外延结构，其特征在于，所述AlxGa{1 x)N皇层中Al的摩尔含量从与所述InGaN阱层接触的下表面到与所述P型GaN层接触的上表面先线性递增，再线性递减。
【专利摘要】本实用新型提供一种GaN基LED外延结构，LED外延结构从下向上依次包括：衬底，N型GaN层，MQW有源层，P型GaN层。其中，MQW有源层包括InGaN阱层、以及生长在InGaN阱层之上的掺杂垒层，掺杂垒层为AlxGa(1-x)N垒层，AlxGa(1-x)N垒层中Al的摩尔含量从与InGaN阱层接触的下表面到与P型GaN层接触的上表面先递增，再递减。本实用新型采用渐变的AlxGa（1-x）N多量子阱层结构形成能级梯度，与InGaN阱层形成的压应力减小，可以有效释放量子阱中的压应力，改善其极化电场效应，减弱量子阱内的斯托克斯效应，提高电子载流子和空穴载流子符合几率，提高内量子效率，从而提高LED的发光效率。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/06, H01L33/12, H01L33/32
【公开号】CN204809246
【申请号】CN201520453457
【发明人】刘恒山, 陈立人, 冯猛
【申请人】聚灿光电科技股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月29日