[发明专利]一种氮化镓基发光二极管制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化镓基发光二极管制备方法，包括以下步骤：将衬底进行升温氢化处理；将经过升温氢化处理的衬底进行降温氮化处理；在经过降温氮化处理的衬底表面上沉积氮化镓层；在氮化镓层上沉积第一接触层；在第一接触层沉积发光层；在发光层沉积第二接触层。本发明通过在经过降温氮化处理的衬底表面上连续沉积低温氮化镓层和高温氮化镓层，避免了在高温退火时在低温氮化镓层上造成的退火不均致使表面形貌差，同时连续沉积有利于缩短制备周期，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种氮化镓基发光二极管制备方法。

背景技术

预计基于氮化镓基(GaN)的发光二极管(LED)会用于将来的高效率照明应用中，替代白炽光和荧光照明灯。当前基于GaN的LED器件是通过异质衬底材料上的异质外延生长技术制备的。典型的晶圆级LED器件结构可以包括在蓝宝石生长衬底上形成的下部n掺杂GaN层(第一接触层)、单量子阱(SQW)或多量子阱(MWQ)(发光层)以及上部p掺杂GaN层(第二接触层)。现有技术在制备氮化镓时先对衬底进行高温氢化处理，高温氢化结束后在500～600℃条件下氮化处理，接着生长缓冲层以解决衬底与氮化镓晶格失配问题，缓冲层生长结束再进行高温退火，然后在较低温度下生长未掺杂氮化镓层。这种生长方式得到的氮化镓表面形貌差，容易产生凹凸不平，同时拉长了制备周期，不利于成本的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化镓基发光二极管制备方法，通过在经过降温氮化处理的衬底表面上连续沉积低温氮化镓层和高温氮化镓层，避免了在高温退火时在低温氮化镓层上造成的退火不均致使表面形貌差，同时连续沉积有利于缩短制备周期，降低生产成本。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氮化镓基发光二极管制备方法，其特点是，包括以下步骤：

将衬底进行升温氢化处理；

将经过升温氢化处理的衬底进行降温氮化处理；

在经过降温氮化处理的衬底表面上沉积氮化镓层，所述氮化镓层是在升温过程中沉积在所述衬底表面上，所述氮化镓层包括低温氮化镓层和高温氮化镓层，所述低温氮化镓层沉积在所述衬底表面上，所述高温氮化镓层沉积在所述低温氮化镓层上，所述的高温氮化镓层和低温氮化镓层是以连续沉积方式依次沉积在所述衬底表面上，沉积所述高温氮化镓层的温度高于沉积所述低温氮化镓层的温度；

在所述氮化镓层上沉积第一接触层；

在所述第一接触层沉积发光层；

在所述发光层沉积第二接触层。

沉积所述高温氮化镓层升温速率大于沉积所述低温氮化镓层升温速率。

沉积所述高温氮化镓层升温速率是沉积所述低温氮化镓层升温速率的3～10倍。

沉积所述高温氮化镓层升温过程包括第一升温阶段和第二升温阶段，所述第一升温阶段升温速率大于所述第二升温阶段升温速率。

所述第一升温阶段过程中通入铝源。

所述铝源流量与所述第一升温阶段升温速率保持同步上升。

所述铝源流量为10～100sccm，所述第一升温阶段升温速率为100～200℃/min。

所述的低温氮化镓层生长速率小于所述高温氮化镓层生长速率。

所述高温氮化镓层位于所述第一升温阶段生长速率大于所述高温氮化镓层位于所述第二升温阶段生长速率。

所述第一升温阶段氨源流量大于所述第二升温阶段氨源流量，所述第一升温阶段镓源流量等于所述第二升温阶段镓源流量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：