CN101834245A - 在SiC衬底上形成的GaN基LED - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种发光二极管。该二极管包括：具有第一导电类型的碳化硅衬底(21)；位于SiC衬底之上的、导电类型与衬底相同的第一氮化镓层(25)；在GaN层(27)上的、由选自GaN、InGaN和AlInGaN的多个交替层重复系列形成的超晶格；位于超晶格上、导电类型与第一GaN层相同的第二GaN层(30)；第二GaN层上的多量子阱(31)；多量子阱上的第三GaN层；位于第三GaN层(32)上、导电类型与衬底和第一GaN层相反的接触结构；对SiC衬底的欧姆接触；和对接触结构的欧姆接触。

Description

在SiC衬底上形成的GaN基LED
本申请是申请日为2002年6月12日，申请号为02809205.8，发明名称为“在SiC衬底上形成的GaN基LED”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请要求2001年6月15日申请的序列号为No.60/298,835、名称为“发射紫外光的二极管”的临时申请的优先权。本发明涉及发光二极管(LEDs)，尤其涉及由III族氮化物构成、发射电磁频谱中的紫外(UV)光部分的发光二极管。本申请涉及下列同时待审的申请，这里全部引入作为参考：2001年5月30日申请的序列号为No.60/294,445、名称为“多量子阱发光二极管结构”；2001年5月30日申请的序列号为No.60/294,308、名称为“具有多量子阱及超晶格结构的发光二极管结构”；和2000年11月3日申请的序列号为No.09/706,057、名称为“具有无镓层的III族氮化物发光器件”。
发明背景
本发明涉及发光二极管。如本领域普通技术人员所理解的，在其最基本的形式中，发光二极管由一种或者多种半导体材料构成，包括至少一个p-n结(二极管)，并且当电流流过(注入)该器件时发射特定颜色的光(光子)。
由于发光二极管由半导体材料制成，因此它们代表一组“固态”器件；即那些以固态组合物形成的电气或者电子器件，它们不需要像较早一代的电子装置例如真空管那样使电子流过气体或者真空。在不断增加的大量电子应用中，由于固态器件提供的相对的低成本、高可靠性、小尺寸、轻重量以及派生的优点，人们必然优选这种固体器件。
尤其是，发光二极管几乎出现在各种类型的器件中。近年来，发射可见频谱中蓝色光部分的发光二极管的获得又扩展了发光二极管的应用。除了本身提供蓝光之外，具有适当波长(大约455-492纳米)的蓝色LEDs可以与其它基本颜色(红色和绿色，这两种颜色通常比蓝色更广泛存在)的LEDs结合，以便形成多种可见光颜色的组合，以用于多种目的。实际上，发光二极管中所有三基色的获得已经提供了白光固态产品(即所有基色的组合)制备的可能性，并且这种器件逐渐在消费市场以及其它商业领域逐渐能够得到。
本领域技术人员应进一步理解，LED产生的颜色取决于大量的因素，但主要取决于所使用的半导体材料的带隙，所述半导体材料经常与各种掺杂方案结合，包括补偿掺杂方案。然而，所用的材料是基本的因素，因为材料的全带隙代表能够产生光子的能量跃迁的限制因素。因此，具有较小带隙的材料不能产生具有足够能量(和相应波长及频率)以便落入可见频谱的较高能量(蓝色和紫色)部分的光子。尤其是，为了产生蓝色光子，材料必须至少具有2.5eV的带隙(例如对于492nm的光子来说)，仅相当少的半导体材料满足这样的标准。它们是III族氮化物、碳化硅(SiC)和金刚石。
尽管在蓝色LEDs中大量的注意力和成功都集中于碳化硅基器件，但III族氮化物由于它们的直接发射而不是间接发射的特性已经引起更新和更大的注意。简单地说，直接发射产生包含有所有带隙跃迁能量的光子，而间接发射只发射一些作为光子的跃迁能量和一些振动能量(声子)。因此，在LED中，直接跃迁比间接跃迁更有效。此外，在某种程度上，III族氮化物材料的带隙能够通过氮化物的原子成份进行调整。因此，通常以氮化镓、氮化铝、氮化铟的组合以及这些材料的各种三重和三元形式形成发射蓝光的二极管。尤其是，氮化铟镓是引人注意的候选材料，这是因为其带隙能够通过调整存在的铟含量而调整。
尽管蓝色LED已经扩展了LED的应用领域，但由于其它、更普遍的原因，在某种程度上其使用局限在白光的产生。例如，为了由红-绿-蓝组合产生白光，灯或者像素必须包括红色LED、蓝色LED和绿色LED。此外，当将三个LEDs组装到器件中时，产生所需要的电路和物理设置以便容纳和操作三个LEDs比单色LEDs更复杂。
因此，近来已经将注意力集中于将单色LEDs与荧光和磷光材料组合使用，以便由单个的LEDs产生需要的颜色。尽管许多材料以荧光或者磷光的方式响应于可见频谱中的光，由此会响应可见光的LEDs，但更趋于响应频谱的紫外部分中较高能量的光子。此外，某些可见光的LED-荧光物质组合出现了一些具体的缺点。例如，来自蓝色LED的相对高能量的光子将在很多材料中产生磷光，包括白光的磷光。然而，由于蓝色LED激发磷光，因此该光内总是趋于含有蓝色成份，这在特定的应用中是不希望的。
因此，作为荧光或者磷光发光的激发源，使用紫外(UV)LEDs更引起人们的注意。理论上，发射适当波长和频率的单个UV LED能够从附加的荧光物质发射适当的白光。从不同角度上说，通过引入荧光物质，单个的UV LED能够产生与使用单独的红色、绿色和蓝色LEDs相同的白光。目前的例子包括，对于液晶显示器件例如蜂窝电话显示器的可能的背光。此外，由单个LEDs产生白光在包括室内和室外照明的许多应用中都提供了好处。此外，制造和改进能够以有效和令人满意的方式发射频谱的UV部分的光的发光二极管仍然是所需的目标。
发明目的和发明综述
因此，本发明的目的是提供一种发光二极管，该发光二极管能够产生电磁频谱中的紫外部分的频率，并且能够结合到相关器件和装置中，包括使用与LED相结合的磷光物质以产生白光的器件。
本发明通过一种发光二极管实现上述目的，该发光二极管发射电磁频谱中的UV部分的光。
在另一个方案中，本发明是LED与适当的磷光物质的组合，以便得到发射白光的器件。
在再一个方案中，本发明是制造UV发光二极管的方法。
基于下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的目的和优点以及实现本发明的方式将是显而易见的，其中：
附图的简要说明
图1是基本形式的发光二极管的示意图，作为现有技术的举例；
图2是本发明的发光二极管的截面示意图；
图3是图2所示器件的超晶格部分的扩展截面图；
图4是图2所示器件的多量子阱部分的放大截面示意图；
图5是说明多量子阱功能的简化带隙示图；
图6是根据本发明的二极管的发射波长与固定厚度的氮化铟镓量子阱中铟的百分比之间关系的示意图；
图7发射波长与氮化铟镓量子阱中对于固定的铟百分比来说量子阱的厚度之间关系的示意图；和
图8是根据本发明的发光二极管的说明性部分的更全面的带隙示图。
优选实施例的详细描述
图1是现有技术中简单的常规LED的截面示意图。LED10由衬底11和形成p-n结的各个n和p型外延层12和13构成。在衬底11导电的情况下，欧姆接触14和15完成了该器件。与本发明共同转让的美国专利Nos.4,918,497和5,027,168中提出了例举的形成在具有普通相似结构的碳化硅中的蓝色LED。在使用碳化硅的器件中，衬底11通常是n型的，与第一外延层12一样。顶部外延层13是p型。如在上面的专利和很多其它专利中提到的，碳化硅作为衬底的优点之一是其被导电性掺杂的能力，以便允许图1所示的器件垂直定位。如本领域所使用的，术语“垂直”表明将欧姆接触14和15设置在器件的相对端部，使得电流能够以端部-至-端部的方式流过器件，而不是像在使用非导电衬底例如蓝宝石的LEDs中那样横向流过器件。在其最简单的工作方式中，当电流流过LED10时，来自层12和13的空穴和电子复合，以光子的形式释放能量。当器件的带隙或者其它方面(例如补偿掺杂)限定了适当的能量间隙时，光子将在电磁频谱的可见光部分，因此形成可见光。当然，以相同的方式，较小的能量跃迁能够产生较低能量的光子，落入频谱的红外部分，较大能量的跃迁能够如本发明那样产生较高能量的光子，落入频谱的蓝色、紫色和紫外部分。
图2以剖面方式示意性地示出了本发明，并且总体表示为20。从广义上讲，器件20形成在碳化硅衬底21上。在优选实施例中，衬底21由SiC的6H或者4H多型构成，为了得到对UV波长来说更好的电性能和透明度，4H最好。通过比较，6H多型趋于吸收在频谱的UV区。
衬底21承载氮化铝镓(AlGaN)缓冲层22，缓冲层22提供了碳化硅衬底21和该器件的其余部分之间的晶体和电气以及晶格参数的过渡。如这里所使用的，式AlGaN代表了更全面的指示AlxGa1-xN，其中1≥X≥0。在美国专利5,393,993和5,523,589中提出了例举的缓冲结构和成份，这里全文引入作为参考。表1代表图2所示的缓冲层和其余层的优选厚度范围。尽管缓冲层22构成了本发明优选实施例的部件，但它是可选的部件。
图2示出了缓冲层22还包括碳化硅衬底表面上的多个氮化镓点23，用AlGaN帽24覆盖点23。这样，也可以将缓冲层22描述为位于点23及其帽24上。同样，氮化镓点23和AlGaN帽24不是必须的部件，而是本发明优选实施例的形成部件。
下一层是氮化镓(GaN)层25，用硅掺杂该层以便成为n型，这样使该层与优选的n型碳化硅衬底匹配，并且允许器件20完全垂直定位。氮化镓层25还包括由矩形26示意性示出的氮化硅(Si3N4)的不连续层。应理解该矩形是示意性的表示方式，该层是不连续的，并且不限于具体的几何形状。这样，还可以将GaN层25描述为位于缓冲层22和不连续的Si3N4层26上。
尽管图2示出了氮化硅层26位于AlGaN缓冲层22的顶表面上，但该位置只是例举的优选位置，并不限制本发明。广义上讲，氮化硅层26应位于有源层之下，并且应该用AlGaN层或者GaN层覆盖氮化硅层26，以便达到减少缺陷的目的。
氮化硅层26起到减小趋于在SiC衬底21中产生的晶体位错的蔓延。这种位错趋于通过III族氮化物层蔓延，但Si3N4部分(外延横向生长)以防止位错再生的方式使其不会通过。实际上，Si3N4层26能够减小缺陷密度。这样，尽管氮化硅层不是本发明的必不可少的部件，但它是构成优选实施例的部件。
器件的紧接着的部分是图2中27所表示的超晶格(下面讲参考图3更详细地描述)和超晶格27上的n型掺杂氮化镓层30。该层提供了到多量子阱(“MQW”)31(图4)的适当过渡。在优选实施例中，层30包括掺杂的和未掺杂的部分。掺杂部分是n型，大约
Figure GSA00000080679400061
厚(参见表1)，并且紧邻超晶格27。未掺杂部分大约
Figure GSA00000080679400062
厚，最好与MQW31接壤。避免掺杂层30的该部分有助于避免MQW的第一周期(the first period)的InGaN部分受到不希望的掺杂。
用另外的氮化镓层32覆盖多量子阱31，在优选实施例中，该氮化镓层32是未掺杂的，但可以是用镁掺杂的p型或者用硅掺杂的n型。下一层是同样未掺杂的氮化铝镓层33，接着是p型氮化铝镓(AlxGa1-xN，其中1≥x≥0)层34和p型GaN接触层35。形成与p型接触层35接触的欧姆接触36和与衬底21接触的欧姆接触37，这样完成了该器件。接触层35优选由GaN形成，这是因为GaN提供了比AlGaN更好的欧姆接触，虽然对于p接触层35来说InGaN理论上具有最好的性能，但GaN比InGaN易于形成。GaN接触是优选的，但并不是将接触仅限于GaN接触。适当的InGaN或者超晶格层也可以作为接触层。
图3是超晶格结构27的放大图。在优选实施例中，超晶格27由氮化铟镓(InGaN)40和氮化镓41的交替层的多个重复系列(“周期”)构成。在其它的实施例中，交替层可以都是InGaN，但铟和镓的摩尔分数组合不同。在另一个实施例中，交替层可以是AlGaInN，铝、镓和铟具有不同的摩尔分数。图3示出了超晶格27的三个周期，在优选实施例中，器件可以包括高达50个这样的周期。在优选实施例中，InGaN层40大约
Figure GSA00000080679400063
厚，氮化镓层大约
Figure GSA00000080679400064
厚。两层都是用硅掺杂的n型。
在某种程度上，由超晶格27提供的优点是以经验观察到的而不是理论上理解的。这样，申请人不希望被任何关于超晶格的特定的理论界定，但是当包括超晶格27时，已经确定得到的发光二极管显示出提高的性能，尤其是亮度。应认为至少在某种意义上，超晶格缓解了应变，并且有助于器件中氮化镓部分和多量子阱31中的氮化铟镓层之间的晶格常数间隙的过度。超晶格27还增加了有效载流子浓度，并且降低了器件所需的电压。这样提高了光学质量和效率。
图4是图2所示的多量子阱31的放大和更详细的截面示意图。在超晶格27的情况下，多量子阱包括大量由未掺杂的氮化铟镓层和氮化镓层构成的基本结构的重复，在图4中，未掺杂的氮化铟镓层由42表示，氮化镓层由43表示。氮化铟镓部分42是未掺杂的，并且具有器件中所有材料的最小的带隙，形成载流子浓度最高的量子阱。尽管本发明人不希望被任何特定的理论界定，但看来在所有其它因素都相同的情况下，未掺杂的InGaN比掺杂的InGaN质量更高。这样未掺杂的InGaN表示目前本发明的优选实施例，但不是绝对地限制本发明。
此外，尽管由GaN和InGaN构成的周期代表优选和说明性的实施例，但应理解从广义上理解，交替层可以表示为InxGa1-xN与InyGa1-yN交替，其中1≥x≥0和1≥Y≥0，或者表示为InxGa1-xN与四元AlxInyGa1-x yN交替，其中X+Y＜1。在这种情况下，选择X和Y的值，以便确保量子阱42具有比层43更小的带隙。
在优选实施例中，每个氮化镓层43都由三个各自的部分构成。第一部分43A未有意掺杂。第二部分43B是用硅掺杂的n型。第三部分43C未有意掺杂。设置层43A和43C的目的是提供紧邻未掺杂的氮化铟镓阱层42的未掺杂区。尽管多量子阱的结构和目的在本领域是公知常识，但图5的局部带隙图在某种程度上还是说明了包括量子阱的目的。在图5中，所示的一系列箭头表示载流子(图5中是空穴)流过量子阱。当载流子到达每个阱时，注入的部分载流子将聚集在每个阱中，但部分载流子不聚集在阱中。这样图5中最大的箭头44表示原始的载流子数，这些载流子通过由氮化铟镓层42构成的第一量子阱。没有聚集在第一量子阱42中的载流子用稍小一些的箭头45表示(在图5的取向中从右向左移动)。再一次，在下一个量子阱之后留下了更少的载流子，该更小的数量用箭头46表示。最后，在最后一个量子阱之后的最少的载流子数用箭头47表示。
在某些情况下，单个的量子阱是有利的，并且能够形成本发明的有源层，即产生的光的区。然而，在有效利用方面，使用多个量子阱42而不是单个的量子阱有助于尽可能多地聚集载流子，由此与相同材料的单层结构相比提高的器件的效率。然而，在某些情况下，在聚集大部分载流子之后，另外的阱将不再提供效率的成比例增加。另外，氮化铟镓相对于氮化镓也是应变的晶体结构，即使层相当薄，多量子阱中的应变变成累积应变。这样通常选择量子阱数量使其足以增加效率，同时小于应变将成为棘手问题并且效率的增加最小或者不存在的数量。目前，利用三周期阱、五周期阱和七周期阱已经形成了成功的器件，在不离开本发明或者权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够选择其它的周期数。
图6和7是说明量子阱的发射波长和(1)阱中铟的百分比(图6)或者(2)阱厚度(图7)之间关系的示意图。对氮化铟镓熟悉的技术人员知道，该三元材料的带隙能够通过改变晶体中的铟量而调整。在这点上，也如本领域所公知的，氮化铟镓的表达式最好表示为InxGa1-xN，其中1＞X＞0。
如图6所示，对于固定的阱厚度来说，铟的量(作为摩尔百分比)增加，波长也趋于增加，这样降低了由器件发射的光子的频率。较小的铟比例使器件在需要的UV范围内发射更短波长、更高频率的光子。据此，在本发明的优选实施例中，X等于大约0.15，即In0.15Ga0.85N。
图7说明了对于固定的铟量来说，阱厚度对波长的影响。表2表明阱厚度的优选范围，在优选实施例中，阱厚大约为25埃。
这样，为了发射UV，InGaN量子阱42中铟的百分比(摩尔百分比)优选不超过30％，最好大约15％。同样，阱的厚度优选不超过大约50埃，最好大约25埃。
取决于这里阐述的设计参数，已经制造了波长在370nm和420nm之间的LEDs.
图8是本发明的发光二极管相关部分的带隙示意图。图的上边界代表导带，下部分代表价带。
本发明的方法技术方案：
在本发明的发光二极管制造中存在大量不同的步骤。如本领域技术人员所掌握的，如III族氮化物等材料的外延层的生长是一项相对复杂的工程。在某种程度上，特定的生长条件和技术依赖于一些因素例如所使用的特定反应器(和相关的设备和装置)。这样，这里的描述提供了本领域技术人员在个别或不同的条件下实施所公开的和所要求的技术必须的信息，而不必进行不适当的试验。
衬底21通常按照美国专利No.4,866,005及其重新颁布的No.RE34，861(本受让人得到了独占权)所公开的方式形成。表1说明了示例和优选的实施例中器件其余部分的生长。
Figure GSA00000080679400101
表1与图2的取向相似。括号中的数值代表能够接受的范围，括号外面的数值代表优选值。这样，从表的底部开始并且向顶部进行生长步骤。第一步是向衬底21添加GaN点23及其AlGaN帽24。AlGaN帽的成份是AlxGa1-xN，其中1＞X＞0，在优选实施例中，X在大约5和15之间。
紧接着在大约1000℃的温度下生长氮化铝镓缓冲层22，厚度大约为
Figure GSA00000080679400111
优选利用金属-有机化学气相淀积(MOCVD)生长III族氮化物。MOCVD的一般特性在本领域是公知的，因此本领域技术人员能够实施这里所陈述的步骤而不需要进行不适当的试验。然而，如前面所提到的，技术的复杂性通常需要根据各个装置和结构进行具体的调整。
形成AlGaN缓冲层22之后，在大约700℃的温度下在缓冲层22上生长氮化硅的不连续层26。可以在200-1100℃的温度内在原位或者异位沉积Si3N4。该温度应足够低以便有助于控制(尤其是减慢)生长速度，这样控制不连续的氮化硅层的质量和厚度。优选大约为700℃的温度。在较高温度，该层趋于更快地形成，使某种程度上(而不是非常地)更难以控制其生长和厚度。
生长缓冲层22和不连续的氮化硅层26之后，利用一系列的步骤生长氮化镓n型层25。具体地说，氮化硅不连续层的用途是允许并有助于称为“外延横向蔓生”(或者“ELO”)的生长技术，在该技术中，GaN首先在缓冲层22的表面上生长，而不是Si3N4部分上。当从缓冲层22向上生长到邻接Si3N4部分时，GaN趋于横向跨越Si3N4部分生长。由于缺陷在垂直方向比在水平方向上更容易蔓延，因此横向部分-和接着的垂直生长-趋于减少缺陷密度。在该生长的第一部分，在大约1,090℃(或者功能上等效的温度范围)生长大约
Figure GSA00000080679400112
厚的GaN层，该温度有助于更快的横向生长，这样便于减少缺陷。具体地说，在这样的温度，氮化镓的外延横向蔓生更快地结合在氮化硅上。在美国专利Nos.6,177,168和6,051,849中公开了例示的(但不是限制的)外延横向蔓生技术。这里全部引入作为参考。
如表1所示，在优选实施例中，超晶格包括大约2和50个周期之间的由
Figure GSA00000080679400121
氮化铟镓层42和
Figure GSA00000080679400122
氮化镓层43构成的周期，这两层都是用硅(Si)掺杂的n型。然而，如果需要，层42和43可以是未掺杂的。
生长了超晶格27之后，在两个步骤中生长n型氮化镓层30。如表1所示，在大约820℃的温度下，生长大约厚的层30的硅掺杂的第一部分。然后在不掺杂情况下生长该层的较小、较窄的部分，以便确保尽可能地隔离多量子阱中未掺杂的氮化铟镓层与n型层30中的硅掺杂。
然后以下列方式生长多量子阱31。首先，在770℃的温度下生长大约的相对薄的未掺杂氮化铟镓层42，接着也在770℃生长大约
Figure GSA00000080679400125
的相对薄的GaN未掺杂部分。接着，在820℃的稍高温度下生长氮化镓的硅掺杂部分，以便提高氮化镓的晶体质量。从不同的角度说，对于氮化铟镓层上面或者附近的氮化镓层来说，优选为较低的温度以便保护氮化铟镓层。然而，只要可能，优选在较高温度下生长氮化镓以便提高其晶体质量。
从功能意义上说，可以将所用的温度描述为：在第一温度生长InGaN，该第一温度足够低以便引入需要量(而不是过量)的铟，同时足够高以便得到对于需要的铟量来说高质量的生长。
接着，在同样的第一温度生长GaN层，从而覆盖InGaN，而不需要在第一温度以上不希望地加热InGaN。
然后，通过在比第一温度高的第二温度下的生长扩展GaN层。选择第二温度使其足够高以便有助于较高质量的GaN的生长，但足够低以便避免使附近的(尽管不相邻)InGaN阱退化。
接着，在840℃的温度下生长大约的氮化镓层的另外部分，但与前面阐述的原因一样不掺杂，即为了防止紧邻的InGaN层被无意地掺杂。包括了适当数量的量子阱之后，完成了量子阱31，并在大约770℃再次生长了大约
Figure GSA00000080679400127
厚的氮化铟镓层的最后一个阱，还在770℃再次生长了大约
Figure GSA00000080679400128
厚的未掺杂氮化镓的最后一个相对薄的层。
完成了MQW31之后，在大约820℃温度下生长层厚大约
Figure GSA00000080679400131
的未掺杂GaN层32，并在最后一个阱上形成帽。在可选择的实施例中，可以用镁或者硅掺杂GaN层32。
作为下一步，生长未掺杂的AlGaN层33。该层尽可能多地防止了电子到达与接触36相邻的p-AlGaN和p-GaN层34和35，因此防止这些电子产生任何不希望的发射或者二极管性能。在大约890℃的温度下生长大约
Figure GSA00000080679400132
厚的未掺杂AlGaN层33。
然后在大约890℃的温度下生长大约
Figure GSA00000080679400133
厚的p-AlGaN层34。并且优选用镁掺杂。最后，在大约980℃的温度下形成大约
Figure GSA00000080679400134
厚的p型GaN接触层35，这样的温度也是表明稍高的温度以便提高生长和晶体的质量，同时防止器件的InGaN部分过热。同样用镁掺杂p-GaN接触层35。p型层34和35提供了器件工作所需的空穴注入。尽管对于层34和35来说优选实施例分别引入了p-AlGaN和p-GaN，但这些层也可以由其它的III族氮化物形成，只要它们以与整个器件的结构和功能一致的方式引入即可。
在另一方面，本发明涉及一种发光器件，该发光器件将UV LED与适当的荧光物质结合到一起以便产生需要的可见光输出。响应于UV辐射(不考虑发射源)发荧光或者发磷光的材料在相关领域中通常是公知的。例如，普通的荧光在相同的原理上工作；即部分灯泡或者固定物产生UV辐射，结果激励发射可见白光的荧光物质。例示的响应于UV辐射产生白(或者接近白)光的荧光物质在本领域通常是公知并且可以理解的，并且能够在不进行不适当试验的情况下选择和使用。此外，应理解尽管白光是例示的目标，但可以利用其它相关的荧光物质以该方式产生其它的颜色，且本发明并不限于产生白光。

Claims (39)

1.一种LED的制造方法，该方法包括：
在SiC衬底上生长导电类型与所述衬底相同的第一GaN层；
在所述第一GaN层上生长超晶格，该超晶格包括选自GaN、InxGa1-xN其中0＜x＜1和AlxInyGa1-x-yN其中x+y＜1的交替层的多个重复系列；
在所述超晶格上生长导电类型与所述第一GaN层相同的第二GaN层；
在所述第二GaN层上生长III族氮化物多量子阱；
在所述多量子阱上生长第三GaN层；
在所述第三GaN层上生长导电类型与所述SiC衬底和所述第一GaN层相反的接触结构；
形成对所述SiC衬底的欧姆接触；及
形成对所述接触结构的欧姆接触。
2.根据权利要求1的LED的制造方法，其中利用金属-有机化学气相淀积生长由III族氮化物构成的层。
3.根据权利要求1的LED的制造方法，包括：
在1090℃的温度下，在缓冲层表面上但不在Si3N4部分上生长30000埃厚的第一GaN层，使得第一GaN层的横向生长率大于其垂直生长率；
此后当GaN层生长时将温度降低到1030℃一段时间，此后降低到790℃一段时间；和
此后在GaN层的最后生长阶段将温度逐渐降低到770℃，以便为InxGa1-xN多量子阱的生长作准备。
4.根据权利要求1的LED的制造方法，其中制造超晶格的步骤包括：
生长15埃厚的InxGa1-xN和30埃厚的GaN的交替层；和
用硅掺杂上述两个交替层以便产生n型导电性。
5.根据权利要求1的LED的制造方法，包括生长InxGa1-xN和GaN的未掺杂层。
6.根据权利要求1的LED的制造方法，包括形成两个和五十个周期之间的超晶格交替层。
7.根据权利要求1的LED的制造方法，包括：
在820℃的温度下形成具有250埃厚的第一部分的第二GaN层；和
用硅掺杂第二GaN层。
8.根据权利要求1的LED的制造方法，包括：
在820℃的温度下形成具有更窄的第二部分的第二GaN层，不掺杂从而将所述多量子阱中的未掺杂InxGa1-xN层和第二GaN层的掺杂部分分隔。
9.根据权利要求1的LED的制造方法，包括在所述SiC衬底上制造具有AlxGa1-xN帽的多个GaN点，其中0＜x＜1。
10.根据权利要求1的LED的制造方法，包括在1000℃的温度下在SiC衬底上生长3000埃厚的AlxGa1-xN缓冲层；此后在AlxGa1-xN缓冲层上生长第一GaN层。
11.根据权利要求1的方法，其中制造多量子阱的步骤包括：
在770℃的第一温度下生长25埃厚的InxGa1-xN的未掺杂层；
在770℃的温度下在InxGa1-xN的未掺杂层上生长25埃厚的GaN的未掺杂层；
在820℃的温度下生长另一层GaN，并用硅掺杂该层以便提高GaN的电导率；
在770℃的温度下生长GaN的另一未掺杂层；
通过在比770℃高的第二温度下使其生长扩展未掺杂的GaN层，该第二温度足够高以便促进GaN更高质量的生长，但足够低以避免附近的、非相邻的InxGa1-xN阱的退化；和
在840℃的温度下生长35埃厚的未掺杂GaN层的最后部分。
12.根据权利要求11的LED的制造方法，包括至少重复五次该制造多量子阱的步骤，以便制造五个量子阱。
13.根据权利要求11的LED的制造方法，包括至少重复七次该制造多量子阱的步骤，以便制造七个量子阱。
14.根据权利要求11的LED的制造方法，其中制造多量子阱包括：在770℃的温度下生长25埃厚的最后的InxGa1-xN阱，并在770℃的温度下生长25埃厚的最后的未掺杂GaN层。
15.根据权利要求11的LED的制造方法，包括在820℃的温度下在多量子阱上生长80埃厚的第三GaN层。
16.根据权利要求15的LED的制造方法，包括用镁掺杂第三GaN层，以便产生p型导电性。
17.根据权利要求15的LED的制造方法，包括用硅掺杂所述第三GaN层，以便产生n型导电性。
18.根据权利要求12的LED的制造方法，其中利用选自AlxGa1- xN、和GaN的材料制造接触结构的p型层，其中0＜x＜1，作为AlxGa1- xN的掺杂层和GaN的掺杂层的取代。
19.一种LED的制造方法，该方法包括：
在所述第一GaN层上生长超晶格，该超晶格包括选自GaN、InxGa1-xN其中0＜x＜1和AlxInyGa1-x-yN其中x+y＜1的交替层的多个重复系列；
在所述超晶格上生长导电类型与所述第一GaN层相同的第二GaN层；
在所述第GaN层上生长III族氮化物多量子阱；
在所述多量子阱上生长第三GaN层；
在所述第三GaN层上生长导电类型与所述第一GaN层相反的接触结构；
形成对所述接触结构的欧姆接触。
20.根据权利要求19的LED的制造方法，其中利用金属-有机化学气相淀积生长由III族氮化物构成的层。
21.根据权利要求19的LED的制造方法，包括：
在1090℃的温度下生长30000埃厚的第一GaN层，使得第一GaN层的横向生长率大于其垂直生长率；
此后当GaN层生长时将温度降低到1030℃一段时间，此后降低到790℃一段时间；和
此后在GaN层的最后生长阶段将温度逐渐降低到770℃，以便为InxGa1-xN多量子阱的生长作准备。
22.根据权利要求19的LED的制造方法，其中制造超晶格的步骤包括：
生长15埃厚的InxGa1-xN和30埃厚的GaN的交替层；和
用硅掺杂上述两个交替层以便产生n型导电性。
23.根据权利要求19的LED的制造方法，包括生长InxGa1-xN和GaN的未掺杂层。
24.根据权利要求19的LED的制造方法，包括形成两个和五十个周期之间的超晶格交替层。
25.根据权利要求19的LED的制造方法，包括：
在820℃的温度下形成具有250埃厚的第一部分的第GaN层；和
用硅掺杂第GaN层。
26.根据权利要求19的LED的制造方法，包括：
在820℃的温度下形成具有更窄的第二部分的第二GaN层，不掺杂从而将所述多量子阱中的未掺杂InxGa1-xN层和第二GaN层的掺杂部分分隔。
27.根据权利要求19的方法，其中制造多量子阱的步骤包括：
在770℃的第一温度下生长25埃厚的InxGa1-xN的未掺杂层；
在770℃的温度下在InxGa1-xN的未掺杂层上生长25埃厚的GaN的未掺杂层；
在820℃的温度下生长另一层GaN，并用硅掺杂该层以便提高GaN的电导率；
在770℃的温度下生长GaN的另一未掺杂层；
通过在比770℃高的第二温度下使其生长扩展未掺杂的GaN层，该第二温度足够高以便促进GaN更高质量的生长，但足够低以避免附近的、非相邻的InxGa1-xN阱的退化；和
在840℃的温度下生长35埃厚的未掺杂GaN层的最后部分。
28.根据权利要求27的LED的制造方法，包括至少重复三次该制造多量子阱的步骤，以便制造三个量子阱。
29.根据权利要求27的LED的制造方法，包括至少重复五次该制造多量子阱的步骤，以便制造五个量子阱。
30.根据权利要求27的LED的制造方法，包括至少重复七次该制造多量子阱的步骤，以便制造七个量子阱。
31.根据权利要求27的LED的制造方法，其中制造多量子阱包括：在770℃的温度下生长25埃厚的最后的InxGa1-xN阱，并在770℃的温度下生长25埃厚的最后的未掺杂GaN层。
32.根据权利要求27的LED的制造方法，包括在820℃的温度下在多量子阱上生长80埃厚的第三GaN层。
33.根据权利要求32的LED的制造方法，包括用镁掺杂第三GaN层，以便产生p型导电性。
34.根据权利要求32的LED的制造方法，包括用硅掺杂所述第三GaN层，以便产生n型导电性。
35.根据权利要求19的方法，其中制造接触结构的步骤包括：
在890℃的温度下生长30埃厚的第一未掺杂AlxGa1-xN层；
在890℃的温度下生长85埃厚的具有p型导电性的镁掺杂AlxGa1-xN层；和
在980℃的温度下生长用镁掺杂以便具有p型导电性的GaN接触层，该层1800埃厚。
36.根据权利要求35的LED的制造方法，其中利用选自AlxGa1- xN、InxGa1-xN和GaN的材料制造接触结构的p型层，其中0＜x＜1，作为AlxGa1-xN的掺杂层和GaN的掺杂层的取代。
37.一种像素，包括：
发射红光的二极管；
发射绿光的二极管；和
发光二极管；
其中，所述发光二极管包括：
具有第一导电类型的导电碳化硅衬底；
所述导电SiC衬底上的缓冲层，用于提供所述LED的所述衬底和其余部分之间的晶体和电子过渡；
在所述导电SiC衬底上面，且在所述缓冲层上面的、导电类型与所述衬底相同的第一GaN层；
所述GaN层上的、由选自GaN、InxGa1-xN其中0＜x＜1和AlxInyGa1- x-yN其中0＜x＜1且0＜y＜1且0＜x+y＜1的交替层的多个重复系列构成的超晶格；
所述超晶格和所述缓冲层之间的Si3N4的不连续层，用于减少趋于在所述衬底中产生的缺陷的蔓延；
所述超晶格上的、导电类型与所述第一GaN层相同的第GaN层；
所述第二GaN层上的多量子阱；
所述多量子阱上的第三GaN层；
所述第三GaN层上的、导电类型与所述衬底和所述第一GaN层相反的接触结构；
对所述导电SiC衬底的欧姆接触；和
对所述接触结构的欧姆接触。
38.一种显示器，包括多个根据权利要求37的像素。
39.一种LED灯，包括根据权利要求37的像素。
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