[发明专利]一种LED外延接触层的生长方法

权利要求书

1.一种LED外延接触层的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将蓝宝石衬底放入金属有机物化学气相沉积设备的反应室中生成衬底层（1）；

b)在衬底层（1）上生长缓冲层（2）；

c)在缓冲层（2）上生长非掺杂GaN层（3）；

d)在非掺杂GaN层（3）上生长n型AlGaN层（4）；

e)在n型AlGaN层（4）上生长n型GaN层（5）；

f)在n型GaN层（5）上生长量子阱层（6）；

g)在量子阱层（6）上生长P型AlGaN层（7）；

h)在P型AlGaN层（7）生长P型GaN层（8）；

i)在P型GaN层（8）生长超晶格接触层（9），超晶格接触层（9）的生长步骤为：

i-1)在温度为750-950℃，生长压力为100-400 mbar生长厚度为0.05-2nm的GaN层，之后保持相同温度，通入Mg源在GaN层上生长厚度为0.05-2nm的Mg3N2层，之后保持相同温度在不通入In源的环境下使Mg3N2层上生长厚度为0.05-2nm的GaN层，GaN层-Mg3N2层-GaN层构成第一超晶格叠加周期子层；

i-2)在温度为750-950℃，生长压力为100-400 mbar生长厚度为0.05-2nm的GaN层，之后保持相同温度，在不通入Mg源的环境下使GaN层变为稳定层，之后保持相同温度在通入In源的环境下使稳定层上生长厚度为0.05-2nm的InGaN层，稳定层-InGaN层构成在第一超晶格叠加周期子层上生长的第二超晶格叠加周期子层；

i-3)在温度为750-950℃，生长压力为100-400 mbar生长厚度为0.05-2nm的GaN层，之后保持相同温度，在通入Mg源的环境下使GaN层上生长厚度为0.05-2nm的Mg3N2层，之后保持相同温度在通入In源的环境下使Mg3N2层上生长厚度为0.05-2nm的InGaN层，GaN层-Mg3N2层-InGaN层构成在第二超晶格叠加周期子层上生长的第三超晶格叠加周期子层；

i-4)重复步骤i-1)-i-3)15-25次；

j)将温度调整至850-1050℃的环境下使超晶格接触层（9）固化。

2.根据权利要求1所述的LED外延接触层的生长方法，其特征在于：步骤a)中在蓝宝石衬底氢气气氛下加热到1000-1350℃，压力为200mbar，加热5-10分钟后将压力升高至600mbar，温度调整至650℃，通入氨气使蓝宝石衬底氮化处理2-3分钟。

3.根据权利要求1所述的LED外延接触层的生长方法，其特征在于：步骤c)中在温度1100℃、压力为600mbar环境下，在缓冲层（2）上以2-2.5um/h的生长速率生长厚度为2-3um的非掺杂GaN层（3）。

4.根据权利要求1所述的LED外延接触层的生长方法，其特征在于：步骤d)中在温度为1000℃、压力为133mbar环境下，在非掺杂GaN层（3）生长厚度为30-60nm的n型AlGaN层（4），其中硅掺杂浓度为5E18-1E19atom/，Al的掺杂浓度为5E19-1E20atom/。

5.根据权利要求1所述的LED外延接触层的生长方法，其特征在于：步骤e)中在温度为1080℃、压力为600mbar环境下，在n型AlGaN层（4）上生长厚度为2-3um的n型GaN层（5）。

6.根据权利要求1所述的LED外延接触层的生长方法，其特征在于：步骤f)中在气氛为氮气的反应室中调整温度为880-920℃，调整压力为200-400mbar后通入三乙基镓或三甲基镓，在n型GaN层（5）上持续生长厚度为10-20nm的量子阱层（6）中的GaN势垒层，GaN势垒层中硅掺杂浓度为1E17-1E18 atom/，将温度降至730-760℃，在GaN势垒层上连续生长量子阱层（6）中的InGaN层，持续生长厚度为2-4nm， In摩尔量为50-100mole；步骤g)中在温度为830℃、压力为200mbar条件下，在量子阱层（6）上生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层（7），其中Mg掺杂浓度5E19 atom/，Al掺杂浓度8E19 atom/。