[发明专利]一种新型的GaN基绿光发光二极管器件及其制作方法

权利要求书

1.一种新型的GaN基绿光发光二极管结构，其中包括：依次层叠的大倾角衬底、第一种半导体载流子注入层、多量子阱结构、第二种半导体载流子注入层，所述大倾角衬底为衬底生长窗口表面与外延材料晶格取向面倾斜一定角度，所述倾角为0.25-0.55°。

2.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述衬底为蓝宝石、碳化硅或硅衬底。

3.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述衬底可以是平面衬底，或图形化衬底。

4.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述图形化衬底的图形的剖面图为半球形、蒙古包形、圆柱形、金字塔形、三角形或梯形。

5.一种如权利1所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：在生长窗口表面与外延材料晶格取向面倾斜0.25-0.55°的衬底上，采用MOCVD方法沿着倾斜面依次生长第一种半导体载流子注入层、多量子阱结构、第二种半导体载流子注入层，包括如下步骤：

一、第一种半导体载流子注入层：在衬底上400-600℃生长15-50nm的GaN缓冲层或者600-1000℃生长10-60nm的A1N缓冲层，接着高温(900-1200℃)生长1.5-4um厚的本征GaN层和(900-1200℃)生长1.5-4um厚的Si掺杂GaN层，以上外延层的生长方向均与外延材料晶格取向面呈0.25-0.55°的角度。

二、多量子结构：

(1)生长GaN层：将生长温度设定在700-900℃，反应器的压力为100-500Tor，通入10-60L的高纯氨气和10-90L的高纯氮气，通入流量为10-600sccm的TEG，生长时间为20-600s；

(2)生长InGaN层：将生长温度设定在700-900℃，反应器的压力为100-500Tor，通入10-60L的高纯氨气和10-90L的高纯氮气，通入流量为10-600sccm的TEG，还通入流量为10-600sccm的TMIn，生长时间为20-600s；

(3)重复以上步骤(1)和(2)形成一个量子阱周期，生长2-15个周期的量子阱；

(4)按照(1)、(2)和(3)的步骤生长2-5个多量子阱结构，通过降低生长温度或改变TMIn的流量实现量子阱结构的铟含量的逐渐增加。

以上外延层的生长方向均与外延材料晶格取向面呈0.25-0.55°的角度。三、第二种半导体载流子注入层：将生长温度设定在800-1200℃，生长10-200nm厚的镁掺杂AlGaN层或AlInGaN层，接着生长50-500nm厚的镁掺杂GaN层。以上外延层的生长方向均与外延材料晶格取向面呈0.25-0.55°的角度。