Mg扩散的LED外延片、生长方法及LED结构的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种Mg扩散的LED外延片、生长方法及LED结构，该LED外延片结构从下至上依次为：衬底，GaN缓冲层，非掺杂GaN层，n型GaN层，多量子阱层，P型AlGaN层，在所述的P型AlGaN层上为渐变掺杂Mg的P型GaN层，所述的P型GaN层为进行了Mg扩散处理的GaN层。进一步提供一种LED结构。本发明的优点是：在生长完一小段渐变掺杂Mg的p型GaN后停止生长，再通入大量的Mg对前段p型GaN进行Mg的扩散处理，通过扩散的方式Mg更好地取代Ga位，同时减少了Mg-H键的形成，减少了填充类型的Mg原子，使得并入的Mg原子大部分处在Ga位，提高了处于Ga位Mg原子的比例，使得电离能低的Mg原子比例增加。
【专利说明】Mg扩散的LED外延片、生长方法及LED结构
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体【技术领域】，涉及一种Mg扩散的LED外延片、生长方法及LED结 构。
【背景技术】
[0002] 氮化镓基材料，包括InGaN、GaN、AlGaN合金，为直接带隙半导体，且带隙从 1. 8-6. 2eV连续可调，具有宽直接带隙、强化学键、耐高温、抗腐蚀等优良性能，是生产短波 长高亮度发光器件、紫外光探测器和高温高频微电子器件的理想材料，广泛应用于全彩大 屏幕显示，IXD背光源、信号灯、照明等领域。
[0003] 公布号为CN102194939A的专利文献公布了一种氮化镓基LED外延片及其生长方 法，其结构包括：衬底、氮化镓基缓冲层、非掺杂氮化镓层、η型氮化镓层、多量子阱层、p型 铝镓氮层、Ρ型氮化镓层和接触层。其生长方法包括：在1050?1250°C下在Η2环境中高温 净化蓝宝石衬底5?10分钟；降温至530?560°C生长20?35nm厚度的低温氮化镓基缓 冲层；升温至1100?1200°C生长1?2. 5μπι厚度的非掺杂氮化镓层；生长1.5?3μπι厚 度的η型氮化镓层；降温至740?860°C，生长5?15个周期的InGaN/GaN的多量子阱层； 升温至950?1080°C，生长30?120nm厚度的ρ型铝镓氮层；生长150?400nm厚度的ρ 型氮化镓层。这种现有技术的显著缺点是：P型氮化镓层一般为恒定Mg的掺杂量，ρ层Mg 的激活效率比较低约1-2 %，得到的空穴浓度低，造成发光效率偏低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种Mg扩散的LED外延片，其能够提高Mg 的激活效率。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种LED外延片，其结构从下至上 依次为：衬底，GaN缓冲层，非掺杂GaN层，η型GaN层，多量子阱层，P型AlGaN层，其特征在 于，在所述的P型AlGaN层上为渐变掺杂Mg的P型GaN层，所述的P型GaN层为进行了 Mg 扩散处理的GaN层。
[0006] 进一步地，所述的η型GaN层为掺杂Si的GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/ cm3。
[0007] 进一步地，所述的多量子阱层，掺杂In后形成的化学式为InxGa(1_ x)N，其中x = 0· 15 ?0· 25，In 惨杂浓度 1E+20 ?3E+20atom/cm3。
[0008] 进一步地，所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg掺杂 浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0009] 进一步地，所述的低温GaN缓冲层的厚度为20?50nm。
[0010] 进一步地,所述的非掺杂GaN层的厚度为2?4μπι。
[0011] 进一步地，所述的η型GaN层的厚度为2?4μ m。
[0012] 进一步地，所述的多量子阱层，InxGa(1_x)N层的厚度为3?4nm，GaN层的厚度为 10?15nm，InxGaa_x)N/GaN多量子阱层的周期数为10?15。
[0013] 进一步地，所述的P型AlGaN层的厚度为20?50nm。
[0014] 进一步地，所述的渐变掺杂Mg的P型GaN层的厚度为100?300nm。
[0015] 进一步地，所述的渐变掺杂Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度由lE+19atom/cm3均匀 的变化到lE+20atom/cm 3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm3均勻的变化到lE+19atom/ cm3。
[0016] 本发明的又一目的在于提供一种Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下 生长步骤：a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理 蓝宝石衬底5?10分钟；b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝 宝石衬底上生长厚度为20?50nm的低温GaN缓冲层；c.升温至1000?1200°C，反应腔压 力维持在150?300mbar，持续生长厚度为2?4 μ m的非掺杂GaN层；d.生长厚度为2? 4 μ m的η型GaN层；e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In 的厚度为3?4nm的Ir^GawN层，升温至800?850°C生长厚度为10?15nm的GaN层， InxGa(1_x)N/GaN多量子阱层的周期数为10?15 ;f.升温至900-1000°C，反应腔压力维持在 200?400mbar,生长厚度为20?50nm的P型AlGaN层；g.生长5?10nm的渐变惨杂Mg 的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg扩散处理；h.降温至700?800°C， 保温20?30min，接着炉内冷却。
[0017] 进一步地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0018] 进一步地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0. 15?0. 25，In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0019] 进一步地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3， Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0020] 进一步地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200? 600mbar，生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度 由lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0021] 本发明的另一目的在于提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延 片，以及设置在所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的 LED外延片。
[0022] 本发明的有益效果为：本发明的生长方法中，在生长完一小段渐变掺杂Mg的p型 GaN后停止生长，再通入大量的Mg对前段p型GaN进行Mg的扩散处理，通过扩散的方式Mg 更好地取代Ga位，同时减少了 Mg-H键的形成，减少了填充类型的Mg原子，使得并入的Mg原 子大部分处在Ga位，提高了处于Ga位Mg原子的比例，使得电离能低的Mg原子比例增加， Mg的电离率相应增加，另一方面通过扩散的方式，取代Ga位的Mg比例增加，该类Mg原子键 位饱和Mg和Η键结合的几率减少，Mg的电离率相应的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0024] 图1是本发明的Mg扩散的LED外延片的结构示意图；
[0025] 图2是本发明与现有技术对比的试验一的LED亮度试验数据分布示意图；
[0026] 图3是本发明与现有技术对比的试验二的LED亮度试验数据分布示意图。
[0027] 附图标记示意：
[0028] 100-衬底，102-低温GaN缓冲层，103-非掺杂GaN层
[0029] 104-n 型 GaN 层，105-多量子阱层，107-P 型 AlGaN 层
[0030] 109-渐变掺杂Mg并进行扩散处理的P型GaN层
【具体实施方式】
[0031] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员 应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以 名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在 通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"为一开放式用语，故应解释成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所 述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，"耦接"一词在此包含任何直接及间接的电性 耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电 性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说 明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目 的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0032] 实施例1
[0033] 本发明采用金属有机物化学气相沉积法（MOCVD，Metalorganic Chemical Vapor Deposition)生长，优选地，衬底选用（0001)晶向的蓝宝石，高纯H2或高纯N 2或高纯H2和高 纯队的混合气体作为载气，金属有机源和氮源分别是三甲基镓（TMGa)、三甲基铟（TMIn)、 三乙基镓（TEGa)、三甲基铝（TMA1)和氨气（ΝΗ 3)，η型掺杂剂为硅烷（SiH4)，p型掺杂剂为 二茂镁（Cp2Mg)。
[0034] 所述的Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0035] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝 宝石衬底5?10分钟；
[0036] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为2lnm的低温GaN缓冲层；
[0037] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 4 μ m的非掺杂GaN层；
[0038] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0039] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3. 8nm 的 InxGa(1_riN 层，升温至 800 ?850°C生长厚度为 10nm 的 GaN 层，InxGa(1_riN/GaN 多 量子阱层的周期数为10 ;
[0040] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为25nm的 P 型 AlGaN 层；
[0041] g.生长5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg 扩散处理；
[0042] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0043] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18atom/cm3。
[0044] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0· 15 ?0· 25, In 掺杂浓度 lE+20atom/ cm3。
[0045] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为3E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 lE+19atom/cm3。
[0046] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长9. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0047] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0048] 实施例2
[0049] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0050] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0051] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在430mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 50nm的低温GaN缓冲层；
[0052] c.升温至1KKTC，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为2· 8μπι的 非掺杂GaN层；
[0053] d生长厚度为3. 9 μ m的η型GaN层；
[0054] e.反应腔压力维持在379mbar，降温至700°C生长掺杂In的厚度为3. lnm的 InxGa(1_x)N层，升温至850°C生长厚度为14. 3nm的GaN层，InxGa(1_x)N/GaN多量子阱层的周 期数为13 ;
[0055] f.升温至905°C，反应腔压力维持在400mbar，生长厚度为50nm的P型AlGaN层；
[0056] g.生长5. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0057] h.降温至730°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0058] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度lE+19atom/cm3。
[0059] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0. 15 ?0. 25, In 掺杂浓度 3E+20atom/ cm3。
[0060] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为lE+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 5E+18atom/cm3。
[0061] 优选地，步骤g包括：1)升温至95(TC，反应腔压力维持在600mbar，生长7. 4nm的 渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/cm3均勻的 变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的渗杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到lE+19atom/cm3 ; 2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和见13气的通入，时间为15?20s ;1)和2)交替进 行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0062] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0063] 实施例3
[0064] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0065] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在86mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石衬 底5?10分钟；
[0066] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在600mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 38nm的低温GaN缓冲层；
[0067] c.升温至1100°C，反应腔压力维持在250mbar，持续生长厚度为2· 5μπι的非掺杂 GaN 层；
[0068] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0069] e.反应腔压力维持在400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为13nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为15 ;
[0070] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为22nm的 P 型 AlGaN 层；
[0071] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0072] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0073] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18atom/cm3。
[0074] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0· 15 ?0· 25, In 掺杂浓度 lE+20atom/ cm3。
[0075] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为3E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 5E+18atom/cm3。
[0076] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长9. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在25个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0077] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0078] 实施例4
[0079] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0080] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在100?150mbar的氢气气氛下高温处理 蓝宝石衬底5?10分钟；
[0081] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在405?590mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为50nm的低温GaN缓冲层；
[0082] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在170?300mbar，持续生长厚度为 4 μ m的非掺杂GaN层；
[0083] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0084] e.反应腔压力维持在300?390mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3nm的InxGa (1_riN层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，InxGa (1_riN/GaN多量 子阱层的周期数为11 ;
[0085] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为29nm的 P 型 AlGaN 层；
[0086] g.生长5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg 扩散处理；
[0087] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0088] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0089] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = (λ 15?(λ 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0090] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0091] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0092] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0093] 实施例5
[0094] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0095] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在lOOmbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0096] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在500mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 50nm的低温GaN缓冲层；
[0097] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 2 μ m的非掺杂GaN层；
[0098] d.生长厚度为2. 2 μ m的η型GaN层；
[0099] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层的周期 数为10?14 ;
[0100] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为20nm的 P 型 AlGaN 层；
[0101] g.生长5. 9nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0102] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0103] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度lE+19atom/cm3。
[0104] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = (λ 15 ?(λ 25, In 掺杂浓度 lE+20atom/ cm3。
[0105] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0106] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在250mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0107] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0108] 实施例6
[0109] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0110] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝 宝石衬底5?10分钟；
[0111] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为45nm的低温GaN缓冲层；
[0112] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 4 μ m的非掺杂GaN层；
[0113] d.生长厚度为4μπι的η型GaN层；
[0114] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3nm的InxGa (1_riN层，升温至800?850°C生长厚度为15nm的GaN层，InxGa (1_riN/GaN多量 子阱层的周期数为15 ;
[0115] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为50nm的 P 型 AlGaN 层；
[0116] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0117] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0118] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0119] 优选地，步骤e:所述的InxGa(1_x)N层，x = 0. 15?0. 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0120] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0121] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长7?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在28个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0122] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0123] 实施例7
[0124] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0125] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0126] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在600mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20?50nm的低温GaN缓冲层；
[0127] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在300mbar，持续生长厚度为2? 3. 9 μ m的非掺杂GaN层；
[0128] d.生长厚度为2. 1?4 μ m的η型GaN层；
[0129] e.反应腔压力维持在400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为4nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为13nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为14 ;
[0130] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在370mbar，生长厚度为50nm的P型 AlGaN 层；
[0131] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0132] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0133] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度lE+19atom/cm3。
[0134] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = (λ 15?(λ 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0135] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为lE+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 5E+18atom/cm3。
[0136] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在23个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0137] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0138] 实施例8
[0139] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0140] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝 宝石衬底5?10分钟；
[0141] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为50nm的低温GaN缓冲层；
[0142] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 3· 7 μ m的非掺杂GaN层；
[0143] d.生长厚度为4 μ m的η型GaN层；
[0144] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3nm的InxGa (1_riN层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，InxGa (1_riN/GaN多量 子阱层的周期数为10 ;
[0145] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为31nm的 P 型 AlGaN 层；
[0146] g.生长5. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0147] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0148] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18atom/cm3。
[0149] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0. 15 ?0. 25, In 掺杂浓度 3E+20atom/ cm3。
[0150] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为lE+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 lE+19atom/cm3。
[0151] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0152] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0153] 实施例9
[0154] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0155] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝 宝石衬底5?10分钟；
[0156] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为48nm的低温GaN缓冲层；
[0157] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 3. 8 μ m的非掺杂GaN层；
[0158] d.生长厚度为3. 9 μ m的η型GaN层；
[0159] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3. 8nm 的 InxGa(1_x)N 层，升温至 800 ?850°C生长厚度为 14. 8nm 的 GaN 层，InxGa(1_x)N/GaN 多 量子阱层的周期数为11 ;
[0160] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为48nm的 P 型 AlGaN 层；
[0161] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0162] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0163] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18atom/cm3。
[0164] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_riN 层，X = 0· 15 ?0· 25, In 掺杂浓度 3E+20atom/ cm3。
[0165] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为5E+18atom/cm3。
[0166] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在20个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0167] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0168] 实施例10
[0169] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0170] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石衬 底5?10分钟；
[0171] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20nm的低温GaN缓冲层；
[0172] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar，持续生长厚度为2μπι的非 掺杂GaN层；
[0173] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0174] e.反应腔压力维持在400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为12 ;
[0175] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在220mbar，生长厚度为21nm的P型 AlGaN 层；
[0176] g.生长5. 9nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0177] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0178] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度lE+19atom/cm3。
[0179] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0. 15 ?0. 25, In 掺杂浓度 3E+20atom/ cm3。
[0180] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0181] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在20个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0182] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0183] 实施例11
[0184] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0185] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在145mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0186] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在500mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20nm的低温GaN缓冲层；
[0187] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在290mbar，持续生长厚度为2μπι的非 掺杂GaN层；
[0188] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0189] e.反应腔压力维持在300mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为10 ;
[0190] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200mbar，生长厚度为20?50nm的P 型AlGaN层；
[0191] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0192] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0193] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度lE+19atom/cm3。
[0194] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，X = 0· 15 ?0· 25, In 掺杂浓度 lE+20atom/ cm3。
[0195] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0196] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0197] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0198] 实施例12
[0199] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0200] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在77mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石衬 底5?10分钟；
[0201] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在430mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 50nm的低温GaN缓冲层；
[0202] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar，持续生长厚度为2 μ m的非 掺杂GaN层；
[0203] cL生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0204] e.反应腔压力维持在300mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为15 ;
[0205] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200mbar，生长厚度为50nm的P型 AlGaN 层；
[0206] g.生长5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg 扩散处理；
[0207] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0208] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0209] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15?0· 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0210] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0211] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0212] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0213] 实施例13
[0214] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0215] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0216] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在600mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20nm的低温GaN缓冲层；
[0217] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在300mbar，持续生长厚度为2μπι的非 掺杂GaN层；
[0218] d.生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0219] e.反应腔压力维持在300mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为10 ;
[0220] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200mbar，生长厚度为20nm的P型 AlGaN 层；
[0221] g.生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进 行Mg扩散处理；
[0222] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0223] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18atom/cm3。
[0224] 优选地，步骤 e :所述的 InxGa(1_x)N 层，x = 0· 15 ?0· 25, In 掺杂浓度 3E+20atom/ cm3。
[0225] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为lE+20atom/cm3，Mg掺杂浓度 为 lE+19atom/cm3。
[0226] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0227] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0228] 实施例14
[0229] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0230] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0231] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20?50nm的低温GaN缓冲层；
[0232] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar，持续生长厚度为2?4 μ m 的非掺杂GaN层；
[0233] d.生长厚度为2?4 μ m的η型GaN层；
[0234] e.反应腔压力维持在310mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为15nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为10 ;
[0235] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为50nm的 P 型 AlGaN 层；
[0236] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0237] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0238] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0239] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = (λ 15?(λ 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0240] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0241] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0242] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0243] 实施例15
[0244] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0245] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石衬 底5?10分钟；
[0246] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20nm的低温GaN缓冲层；
[0247] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150mbar，持续生长厚度为2 μ m的非 掺杂GaN层；
[0248] cL生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0249] e.反应腔压力维持在300mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为4nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为15nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为15 ;
[0250] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在400mbar，生长厚度为20nm的P型 AlGaN 层；
[0251] g.生长5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg 扩散处理；
[0252] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0253] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0254] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15?0· 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0255] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0256] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在600mbar，生长 10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0257] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0258] 实施例16
[0259] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0260] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在lOOmbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0261] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在500mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 40nm的低温GaN缓冲层；
[0262] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在240mbar，持续生长厚度为3 μ m的非 掺杂GaN层；
[0263] d.生长厚度为3 μ m的η型GaN层；
[0264] e.反应腔压力维持在350mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3. 5nm 的InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为13nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱 层的周期数为13 ;
[0265] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在300mbar，生长厚度为35nm的P型 AlGaN 层；
[0266] g.生长7. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0267] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0268] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0269] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = (λ 15?(λ 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0270] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0271] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar， 生长7. 5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由 lE+19atom/cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的惨杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻 的变化到lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为 15?20s ;1)和2)交替进行，周期数控制在25个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0272] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0273] 实施例17
[0274] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0275] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在105mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0276] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在505mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 30nm的低温GaN缓冲层；
[0277] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在275mbar，持续生长厚度为3 μ m的非 掺杂GaN层；
[0278] d.生长厚度为3 μ m的η型GaN层；
[0279] e.反应腔压力维持在355mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3. 5nm 的InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为13. 5nm的GaN层，InxGa(1_x)N/GaN多量子 阱层的周期数为15 ;
[0280] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在300mbar，生长厚度为40nm的P型 AlGaN 层；
[0281] g.生长7. lnm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0282] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0283] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0284] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15?0· 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0285] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0286] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在400mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0287] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0288] 实施例18
[0289] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0290] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在130mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0291] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在550mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 40nm的低温GaN缓冲层；
[0292] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在200mbar，持续生长厚度为3 μ m的非 掺杂GaN层；
[0293] cL生长厚度为3 μ m的η型GaN层；
[0294] e.反应腔压力维持在350mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为13nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为15 ;
[0295] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在300mbar，生长厚度为40nm的P型 AlGaN 层；
[0296] g.生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进 行Mg扩散处理；
[0297] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0298] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0299] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15?0· 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0300] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0301] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在500mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在26个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0302] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0303] 实施例19
[0304] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0305] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在llOmbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟；
[0306] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在510mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为 30nm的低温GaN缓冲层；
[0307] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在210mbar，持续生长厚度为4 μ m的非 掺杂GaN层；
[0308] cL生长厚度为4 μ m的η型GaN层；
[0309] e.反应腔压力维持在350mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为4nm的 InxGa(1_x)N层，升温至800?850°C生长厚度为10nm的GaN层，In xGa(1_x)N/GaN多量子阱层 的周期数为10 ;
[0310] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在350mbar，生长厚度为20nm的P型 AlGaN 层；
[0311] g.生长5nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行Mg 扩散处理；
[0312] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0313] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0314] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = (λ 15?(λ 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0315] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0316] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在400mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到lE+20atom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0317] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0318] 实施例20
[0319] Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤：
[0320] a.在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝 宝石衬底5?10分钟；
[0321] b.降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长 厚度为50nm的低温GaN缓冲层；
[0322] c.升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为 2 μ m的非掺杂GaN层；
[0323] cL生长厚度为2 μ m的η型GaN层；
[0324] e.反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为 3nm的InxGa(1_riN层，升温至800?850°C生长厚度为15nm的GaN层，In xGa(1_riN/GaN多量 子阱层的周期数为10?15;
[0325] f.升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为20nm的 P 型 AlGaN 层；
[0326] g.生长10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理；
[0327] h.降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
[0328] 优选地，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3。
[0329] 优选地，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15?0· 25, In掺杂浓度1E+20? 3E+20atom/cm3。
[0330] 优选地，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
[0331] 优选地，步骤g包括：1)升温至930?950°C，反应腔压力维持在200mbar，生长 5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/ cm3均勻的变化到1E+2(latom/cm3,或者Mg的掺杂浓度由lE+20atom/cm 3均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ;2)停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
[0332] 本发明还提供一种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在 所述外延片上的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为Mg扩散的LED外延片。
[0333] 试验一
[0334] 根据现有技术制备样品1，根据本发明的方法制备样品2 ;样品1和样品2不同 点在于高温P层参数不同，生长其它外延层生长条件完全一样。请参考表1，样品1和 样品2在相同的前工艺条件下镀I TO层2300约埃，相同的条件下镀Cr/Pt/Au电极约 1500埃，相同的条件下镀保护层Si02约500埃，然后在相同的条件下将样品研磨切割成 762ymX762ym(30miX30mil)的芯片颗粒，然后，样品1和样品2在相同位置各自挑选 150颗晶粒，在相同的封装工艺下，封装成白光LED。然后采用积分球在驱动电流350mA条 件下测试样品1和样品2的光电性能。
[0335]
【权利要求】
1. 一种Mg扩散的LED外延片，其结构从下至上依次为：衬底，GaN缓冲层，非掺杂GaN 层，η型GaN层，多量子阱层，P型AlGaN层，其特征在于，在所述的P型AlGaN层上为渐变掺 杂Mg的P型GaN层，所述的P型GaN层为进行了 Mg扩散处理的GaN层。
2. 根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于： 所述的η型GaN层为掺杂Si的GaN层，Si掺杂浓度5E+18?lE+19atom/cm3 ; 所述的多量子阱层，掺杂In后形成的化学式为InxGa(1_x)N，其中X = 0. 15?0. 25, In 惨杂浓度 1E+20 ?3E+20atom/cm3 ; 所述的P型AlGaN层，A1掺杂浓度为1E+20?3E+20atom/cm3，Mg掺杂浓度为5E+18? lE+19atom/cm3。
3. 根据权利要求2所述的LED外延片，其特征在于： 所述的低温GaN缓冲层的厚度为20?50nm ; 所述的非掺杂GaN层的厚度为2?4 μ m ; 所述的η型GaN层的厚度为2?4 μ m ; 所述的多量子阱层，InxGa(1_x)N层的厚度为3?4nm，GaN层的厚度为10?15nm， InxGa(1_x)N/GaN多量子阱层的周期数为10?15 ; 所述的P型AlGaN层的厚度为20?50nm ; 所述的渐变掺杂Mg的P型GaN层的厚度为100?300nm。
4. 根据权利要求3所述的LED外延片，其特征在于： 所述的渐变掺杂Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度由lE+19atom/cm3均勻的变化到 lE+20atom/cm3,或者 Mg 的惨杂浓度由 lE+20atom/cm3 均勻的变化到 lE+19atom/cm3。
5. -种Mg扩散的LED外延片的生长方法，依次进行以下生长步骤： a. 在1000?1200°C，反应腔压力维持在75?150mbar的氢气气氛下高温处理蓝宝石 衬底5?10分钟； b. 降温至550?650°C，反应腔压力维持在400?600mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度 为20?50nm的低温GaN缓冲层； c. 升温至1000?1200°C，反应腔压力维持在150?300mbar，持续生长厚度为2? 4 μ m的非掺杂GaN层； d. 生长厚度为2?4 μ m的η型GaN层； e. 反应腔压力维持在300?400mbar，降温至700?750°C生长掺杂In的厚度为3? 4nm 的 InxGa(1_riN 层，升温至 800 ?850°C生长厚度为 10 ?15nm 的 GaN 层，InxGa(1_riN/GaN 多量子阱层的周期数为10?15; f. 升温至900?1000°C，反应腔压力维持在200?400mbar，生长厚度为20?50nm的 P 型 AlGaN 层； g. 生长5?10nm的渐变掺杂Mg的P型GaN层，然后停止生长，再对P型GaN层进行 Mg扩散处理； h. 降温至700?800°C，保温20?30min，接着炉内冷却。
6. 根据权利要求5所述的生长方法，其特征在于，步骤d :掺杂Si的η型GaN层，Si掺 杂浓度 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
7. 根据权利要求6所述的生长方法，其特征在于，步骤e :所述的InxGa(1_x)N层，X = 0· 15 ?0· 25，In 惨杂浓度 1E+20 ?3E+20atom/cm3。
8. 根据权利要求7所述的生长方法，其特征在于，步骤f :所述的P型AlGaN层，A1掺 杂浓度为 1E+20 ?3E+20atom/cm3, Mg 惨杂浓度为 5E+18 ?lE+19atom/cm3。
9. 根据权利要求8所述的生长方法，其特征在于，步骤g包括： 1) 升温至930?950°C，反应腔压力维持在200?600mbar，生长5?10nm的渐变掺 杂Mg的P型GaN层，生长时间为15?20s :Mg的掺杂浓度由lE+19atom/cm3均勻的变化到 lE+20atom/cm3,或者 Mg 的惨杂浓度由 lE+20atom/cm3 均勻的变化到 lE+19atom/cm3 ; 2) 停止生长，停止通入TMGa，保持Cp2Mg和NH3气的通入，时间为15?20s ; 1)和2)交替进行，周期数控制在20?30个，该层总厚度维持在100?300nm。
10. -种LED结构，包括衬底，设置在所述衬底上的外延片，以及设置在所述外延片上 的P电极和N电极，其特征在于，所述的外延片为权利要求1至4中任何一项所述的外延片。
【文档编号】H01L33/14GK104091872SQ201410368260
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】林传强 申请人:湘能华磊光电股份有限公司