一种绿光发光二极管及其制备方法

摘要

本发明公开了一种绿光发光二极管及其制备方法，绿光发光二极管在外延生长InGaN/GaN量子阱过程中引入一层低温保护层，量子阱结构有InGaN/GaN变为InGaN/GaN低温保护层1/GaN结构，从而保护InGaN中的In，避免在高温生长时对它的破坏，从而有效的避免了InGaN中In组份的相分离，提高了内量子效率，另外在n-型层与绿光发光层之间是有两层不同的应力释放层组成，降低绿光发光二极管的应力。

主权项

一种绿光发光二极管的制备方法，绿光发光二极管结构从下到上为衬底（1）、本征层（2）、n‑型层（3）、应力释放层1（4）、缺陷过滤层及应力释放层2（5）、绿光发光层（6）、电子阻挡层（7）、p‑型层（8），采用MOCVD技术，利用高纯NH3做N源，高纯H2或者高纯N2做载气，三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa、三甲基铟TMIn 和 三甲基铝TMAl分别做Ga源、In源和铝源，利用硅烷SiH4、二茂镁CP2Mg分别做n型Si掺杂源和p型Mg掺杂源，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，在MOCVD反应室中把衬底加热到1100℃以上，用H2或N2或者H2和N2的混合气体作为载气，高温处理时间为200‑2000秒；步骤二，把衬底温度降低到500‑600℃，利用H2做为载气，通入三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa和NH3生长20‑40nm厚的GaN成核层；然后把衬底温度升高到1000℃以上，利用H2做为载气，外延生长1‑2微米厚的非故意掺杂GaN层；然后把衬底温度升高到1060℃以上，利用H2做为载气，外延生长2‑4微米厚的n型Si掺杂的GaN层，掺杂浓度控制在‑5.0E+18——‑1.5E+19 cm‑3；步骤三，将衬底温度降到780℃±25℃，利用N2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，在n型Si掺杂的GaN层上外延生长InGaN/GaN量子阱结构，此层可以是单异质结或多量子结构或超晶格结构，最终控制此层的光致发光PL谱的波长在445nm‑475nm之间；步骤四，将衬底温度提高到810℃±25℃，利用N2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，继续生长500埃以上厚度，掺杂浓度在‑8.0E+16——2.5E+18 cm‑3的n型Si掺杂的GaN层；步骤五，将衬底温度降低到730℃±10℃，利用N2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，相续外延生长InGaN、GaN低温保护层、GaN的绿光发光层，其中InGaN层的厚度控制在25埃，GaN低温保护层的生长温度和InGaN层相同，厚度控制在10—100埃， GaN的生长温度控制在880℃±10℃，绿光发光层的光致发光PL谱的波长控制在520nm；步骤六，将衬底温度升高到900‑950℃，在InGaN、GaN低温保护层、GaN的绿光发光层量子阱层上生长30nm厚的Mg掺杂浓度在1.5E+21cm‑3的p型AlGaN电子阻挡层和150nm厚的Mg掺杂浓度在1.0E+21cm‑3的p型GaN层。