Ga源的TEGa源中Si的掺杂浓度为20ppb ( μ g/L，微克/升)?1ppm (mg/L，毫克/升)O
[0057]在步骤S3中，请参阅图1中的S3步骤及图5至图6，在所述超晶格结构4上生长多量子阱结构5 ;其中，生长所述多量子阱结构5的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源。
[0058]具体的，如图6所示，所述多量子阱结构5的结构为由第二 InGaN势阱51与第二GaN势皇52交替组成，一个所述第二 InGaN势阱51与一个所述第二 GaN势皇52构成一个周期对，在同一周期对内，所述第二 GaN势皇52位于所述第二 InGaN势阱51之上；优选地，本实施例中，所述多量子阱结构5包括5?18个所述周期对。
[0059]具体的，所述多量子阱结构5的生长温度为700°C?900°C ;所述第二 InGaN势阱51的厚度为2.0nm?4.0nm,所述第二 GaN势皇52的厚度为3nm?15nm ;所述多量子讲结构5内In组分的摩尔含量为15%?20%。
[0060]具体的，在生长所述多量子阱结构5时，需要同时提供生长In源及生长Ga源，在生长所述第二 InGaN势阱51时，需要同时打开所述生长In源及所述生长Ga源，在生长所述第二 GaN势皇52时，关闭所述生长In源，只需要打开所述生长Ga源即可。更为具体的，生长所述多量子阱结构5的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源。使用含有Si掺杂的TEGa源作为生长所述多量子阱结构5的生长Ga源，使得所述多量子阱结构5中含有Si杂质，Si杂质的掺入有利于提高所述外延层的导电性能，进而可以进一步降低GaN基LED的正向电压。
[0061]需要说明的是，由于在所述多量子阱结构5中掺入Si杂质以后，会影响所述多量子阱结构5的结晶质量，进而会对LED的品质产生影响，所以，在所述多量子阱结构5中掺入的Si杂质的含量不能太高。优选地，本实施例中，作为所述多量子阱结构5的生长Ga源的TEGa源中Si的掺杂浓度为20ppb ( μ g/L,微克/升)?1ppm (mg/L,毫克/升)。
[0062]在步骤S4中，请参阅图1中的S4步骤及图7至图9，在所述多量子阱结构5上依次生长AlGaN层6、低温P型AlInGaN层7及P型电子阻挡层8。
[0063]具体的，所述AlGaN层6中Al的组分含量为2%?20% ;所述AlGaN层6的生长温度为850 °C?900 °C Jy^iAlGaN层6的厚度为20nm?35nm。
[0064]具体的，生长所述AlGaN层6时需要使用到生长Ga源，生长所述AlGaN层6的生长Ga源可以为含有Si掺杂的TEGa源。使用含有Si掺杂的TEGa源作为生长所述AlGaN层6的生长Ga源，使得所述AlGaN层6中含有Si杂质，Si杂质的掺入有利于提高所述外延层的导电性能，进而可以进一步降低GaN基LED的正向电压。
[0065]需要说明的是，由于在所述AlGaN层6中掺入Si杂质以后，会影响所述AlGaN层6的结晶质量，进而会对LED的品质产生影响，所以，在所述AlGaN层6中掺入的Si杂质的含量不能太高。优选地，本实施例中，作为所述AlGaN层6的生长Ga源的TEGa源中Si的掺杂浓度为20ppb ( μ g/L,微克/升)?1ppm (mg/L,毫克/升)。
[0066]具体的，所述低温P型AlInGaN层7的生长温度为700°C?800°C。
[0067]具体的，所述P型电子阻挡层8可以为P型AlGaN、P型AlInGaN或P型AlGaN/GaN超晶格结构；所述P型电子阻挡层8的生长温度为900°C?950°C ;所述P型电子阻挡层8的厚度为30nm?80nm ;所述P型电子阻挡层8内的掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为5el8cm 3?3.5el9cm 30
[0068]具体的，生长所述P型电子阻挡层8时需要使用到生长Ga源，生长所述P型电子阻挡层8的生长Ga源可以为含有Si掺杂的TEGa源。使用含有Si掺杂的TEGa源作为生长所述P型电子阻挡层8的生长Ga源，使得所述P型电子阻挡层8中含有Si杂质，Si杂质的掺入有利于提高所述外延层的导电性能，进而可以进一步降低GaN基LED的正向电压。
[0069]需要说明的是，由于在P型电子阻挡层8中掺入Si杂质以后，会影响所述P型电子阻挡层8的结晶质量，进而会对LED的品质产生影响，所以，在所述P型电子阻挡层8中掺入的Si杂质的含量不能太高。优选地，本实施例中，作为所述P型电子阻挡层8的生长Ga源的TEGa源中Si的掺杂浓度为20ppb ( μ g/L，微克/升)?1ppm (mg/L，毫克/升)。
[0070]在步骤S5中，请参阅图1中的S5步骤及图10，在所述P型电子阻挡层8上生长P型GaN层9。
[0071]具体的，所述P型GaN层9的生长温度为950°C?1000°C;所述P型GaN层9的厚度为30nm?150nm ;所述P型电子阻挡层9内的掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为SelScnT1?le20cm 1O
[0072]综上所述，本发明提供一种低电压GaN基LED外延结构的制作方法，包括:提供生长衬底，在生长衬底上由下至上依次生长成核层、未掺杂GaN层及N型GaN层；在N型GaN层上生长超晶格结构；在超晶格结构上生长多量子阱结构；其中，生长多量子阱结构的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源；在多量子阱结构上依次生长AlGaN层、低温P型AlInGaN层及P型电子阻挡层；在P型电子阻挡层上生长P型GaN层。将生长多量子阱结构的生长Ga源选为含有Si掺杂的TEGa源，使得多量子阱结构中含有Si杂质，Si杂质的掺入有利于提高所述外延层的导电性能，进而降低了 GaN基LED的正向电压；低电压GaN基LED外延结构的制作方法对生长设备和工艺条件无特殊要求，实现步骤简单，在机台间可复制性强。
[0073]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 提供生长衬底，在所述生长衬底上由下至上依次生长成核层、未掺杂GaN层及N型GaN层； 在所述N型GaN层上生长超晶格结构； 在所述超晶格结构上生长多量子阱结构；其中，生长所述多量子阱结构的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源； 在所述多量子阱结构上依次生长AlGaN层、低温P型AlInGaN层及P型电子阻挡层； 在所述P型电子阻挡层上生长P型GaN层。
2.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述成核层的生长温度为450°C?650°C，生长厚度为15nm?50nm ;所述未掺杂GaN层及所述N型GaN层的生长温度为1000°C?1200°C;总生长厚度为1.5 μ m?4.5 μ m ;所述N型GaN层内的掺杂元素为Si，Si的掺杂浓度为lel8cnT3?3el9cnT3。
3.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述超晶格结构由第一 InGaN势阱与第一 GaN势皇交替组成，一个所述第一 InGaN势阱与一个所述第一 GaN势皇构成一个周期对，在同一周期对内，所述第一 GaN势皇位于所述第一InGaN势阱之上；所述超晶格结构包括3?30个所述周期对；所述超晶格结构的生长温度为700°C?900°C ;所述超晶格结构中In组分的摩尔含量为1%?5%，所述第一 InGaN势讲的厚度范围为1.0nm?4.0nm，所述第一 GaN势皇的厚度范围为1.0nm?9.0nm0
4.根据权利要求3所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:生长所述第一 InGaN势阱的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源。
5.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述多量子阱结构由第二 InGaN势阱与第二 GaN势皇交替组成，一个所述第二 InGaN势阱与一个所述第二 GaN势皇构成一个周期对，在同一周期对内，所述第二 GaN势皇位于所述第二InGaN势阱之上，所述多量子阱结构包括5?18个所述周期对；所述多量子阱结构的生长温度为700°C?900°C ;所述多量子阱结构中In组分的摩尔含量为15%?20%，所述第二InGaN势讲的厚度范围为2.0nm?4.0nm,所述第二 GaN势皇的厚度范围为3.0nm?15nm。
6.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述AlGaN层的生长温度为850°C?900°C ;所述AlGaN层中Al组分的摩尔含量为2%?20%，所述AlGaN层的厚度范围为20nm?35nm。
7.根据权利要求6所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:生长所述AlGaN层的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源。
8.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述低温P型AlInGaN层的生长温度为700°C?800°C;所述P型电子阻挡层为P型AlGaN、P型AlInGaN或P型AlGaN/GaN超晶格结构；所述P型电子阻挡层的生长温度为900°C?950°C ；所述P型电子阻挡层的总厚度范围为30nm?80nm，所述P型电子阻挡层中的掺杂元素为Mg，Mg惨杂浓度范围为5el8cm 3?3.5el9cm 3。
9.根据权利要求8所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:生长所述P型电子阻挡层的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源。
10.根据权利要求1所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述P型GaN层的生长温度为950°C?1000°C，生长厚度为30nm?150nm ;所述？型GaN层中的掺杂元素为Mg，Mg掺杂浓度范围为5el8cm_3?le20cm _3。
11.根据权利要求1、4、7、9中任一项所述的低电压GaN基LED外延结构的制作方法，其特征在于:所述TEGa源中Si的掺杂浓度为20ppb?lOppm。
【专利摘要】本发明提供一种低电压GaN基LED外延结构的制作方法，包括：提供生长衬底，在生长衬底上由下至上依次生长成核层、未掺杂GaN层及N型GaN层；在N型GaN层上生长超晶格结构；在超晶格结构上生长多量子阱结构；其中，生长多量子阱结构的生长Ga源为含有Si掺杂的TEGa源；在多量子阱结构上依次生长AlGaN层、低温P型AlInGaN层及P型电子阻挡层；在P型电子阻挡层上生长P型GaN层。将生长多量子阱结构的生长Ga源选为含有Si掺杂的TEGa源，使得多量子阱结构中含有Si杂质，Si杂质的掺入有利于提高所述外延层的导电性能，进而降低了GaN基LED的正向电压；低电压GaN基LED外延结构的制作方法对生长设备和工艺条件无特殊要求，实现步骤简单，在机台间可复制性强。
【IPC分类】H01L33-06, H01L33-30
【公开号】CN104638082
【申请号】CN201510058532
【发明人】马后永, 琚晶, 李起鸣, 张宇, 徐慧文
【申请人】映瑞光电科技(上海)有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月4日