[发明专利]一种LED外延结构生长方法

说明书

本申请公开了一种LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括预处理、生长In_y1Ga_(1‑y1)N层、生长In_y2Ga_(1‑y2)N层、高温处理、生长GaN层的步骤。本发明方法解决现有LED外延生长方法中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，提高产品良率。

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种LED外延结构生长方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其量子阱内复合而发出单色光。LED作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性、色彩丰富等优点。目前国内生产LED的规模正在逐步扩大，但是LED仍然存在发光效率低下的问题，影响LED的节能效果。

目前传统的LED外延InGaN/GaN多量子阱层生长方法中，InGaN/GaN多量子阱层品质不高，量子阱发光区辐射效率低下，严重阻碍了LED发光效率的提高，影响LED的节能效果。

因此，提供一种新的LED外延结构生长方法，解决现有LED多量子阱层中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，是本技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明通过在多量子阱层的生长过程中采用预处理和高温处理的方法来解决现有LED外延生长方法中存在的量子阱生长质量不高及量子阱辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，提高产品良率。

本发明的LED外延结构生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括预处理、生长In_y1Ga_(1-y1)N层、生长In_y2Ga_(1-y2)N层、高温处理、生长GaN层的步骤，具体为：

A、将反应腔压力控制在400mbar-450mbar，反应腔温度控制在750-780℃，通入流量为4000sccm-5000sccm的NH₃、2000sccm-2200sccm的TMIn进行15-20s的预处理；

B、保持反应腔压力和温度不变，通入50000-60000sccm的NH₃、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加10-12sccm从150-170sccm线性渐变增加到1500-1700sccm，生长厚度为D1的In_y1Ga_(1-y1)N，其中In掺杂浓度以每秒增加1E+17atoms/cm³从1E+19atoms/cm³线性渐变增加为3E+19atoms/cm³；

C、保持压力、温度、NH₃流量、TEGa流量不变，稳定TMIn的流量为1500-1700sccm，生长厚度为D2的In_y2Ga_(1-y2)N，In掺杂浓度为1E+20-3E+20atoms/cm³，其中D1+D2＝3nm，y1和y2的范围都为0.015-0.25，且y1大于y2；