[发明专利]一种LED外延层生长方法有效
| 申请号： | 201910677410.2 | 申请日： | 2019-07-25 |
| 公开（公告）号： | CN110350056B | 公开（公告）日： | 2022-04-22 |
| 发明（设计）人： | 徐平;胡耀武;龚彬彬;谢鹏杰 | 申请（专利权）人： | 湘能华磊光电股份有限公司 |
| 主分类号： | H01L33/00 | 分类号： | H01L33/00;H01L33/02;H01L33/10;H01L33/22;H01L21/02;H01L21/67 |
| 代理公司： | 长沙七源专利代理事务所(普通合伙) 43214 | 代理人： | 周晓艳;刘伊旸 |
| 地址： | 423038 湖*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 led 外延 生长 方法 | ||
1.一种LED外延层生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u-GaN层、生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN：Zn层、生长H2气氛中温InGaN：Si层、生长N2气氛高温GaN：Mg层、NH3裂解、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却，其中，
所述生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN：Zn层包括：
通入N2、H2及二甲基锌DMZn，在N2和H2的混合气氛下，保持生长温度为500℃至550℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入50-70sccm的TMGa、1200-1400sccm的TMIn、100-130sccm的TMAl,生长厚度为70nm至110nm的N2和H2混合气氛低温AlInGaN：Zn层，Zn掺杂浓度为2E18atoms/cm3至5E18atoms/cm3；
所述生长H2气氛中温InGaN：Si层包括：
升高温度至750℃至850℃，通入H2和SiH4，在H2气氛下，保持生长温度为750℃至850℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入80-95sccm的TMGa、900-1000sccm的TMIn、生长厚度为60nm至80nm的H2气氛中温InGaN：Si层，Si掺杂浓度为1E19atoms/cm3至3E19atoms/cm3；
所述生长N2气氛高温GaN：Mg层包括：
升高温度至1050℃至1150℃，通入N2和CP2Mg，在N2气氛下，保持生长温度为1050℃至1150℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入110-130sccm的TMGa，生长厚度为40nm至55nm的N2气氛高温GaN：Mg层，Mg掺杂浓度为1E20atoms/cm3至1E21atoms/cm3；
所述NH3裂解包括：
保持压力不变，升高温度至1250℃，通入H2、N2作为载气，同时通入80-100L/min的NH3，反应过程中将温度从1250℃渐变增加至1400℃，NH3流量从100-80L/min渐变减少至20-30L/min，反应时间控制为35s-45s，使NH3在高温下充分裂解，裂解的N原子附着在上述生长的N2气氛高温GaN：Mg层上，同时裂解的H元素随载气输送至尾管排出反应室。
2.根据权利要求1所述的一种LED外延层生长方法，其特征在于，
所述处理衬底，具体为：将蓝宝石衬底在H2气氛里进行退火，清洁衬底表面，温度为1050℃至1150℃。
3.根据权利要求1所述的一种LED外延层生长方法，其特征在于，
所述生长低温成核层GaN和生长高温GaN缓冲层，具体为：
降低温度至500℃至620℃，保持反应腔压力400Torr至650Torr，通入NH3和TMGa，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm至40nm的低温成核层GaN；
停止通入TMGa，进行原位退火处理，退火温度升高至1000℃至1100℃，退火时间为5min至10min；
退火之后，将温度调节至900℃至1050℃，继续通入TMGa，外延生长厚度为0.2μm至1μm的高温GaN缓冲层，生长压力控制在400Torr-650Torr。
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