[发明专利]一种LED外延结构生长方法

权利要求书

1.一种LED外延结构生长方法，其特征在于，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：生长AlN过渡层、生长InGaN阱层、生长低温AlN层、生长高温AlN-1层、生长中温AlN层、生长高温AlN-2层、生长GaN垒层，具体为：

A、将反应腔压力控制在100-120mbar，反应腔温度控制在900-950℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl以及60-80sccm的N₂,生长厚度为3nm-5nm的AlN过渡层，在AlN过渡层生长过程中，TMAl源保持常开，而NH₃采用脉冲方式交替通入反应腔，NH₃中断和通入反应腔的时间分别是10s和5s；

B、将反应腔压力提高至200-280mbar，反应腔温度不变，通入流量为10000-15000sccm的NH₃、200-300sccm的TMGa以及1300-1400sccm的TMIn，生长厚度为3nm的InGaN阱层；

C、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至500-580℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl以及60-80sccm的N₂，生长厚度为3nm-5nm的低温AlN层；

D、保持反应腔压力不变，升高反应腔温度至1000-1050℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl以及60-80sccm的N₂，生长厚度为3nm-5nm的高温AlN-1层；

E、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至760℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl以及60-80sccm的N₂，生长厚度为3nm-5nm的中温AlN层；

F、保持反应腔压力不变，升高反应腔温度至1000-1050℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl以及60-80sccm的N₂，生长厚度为3nm-5nm的高温AlN-2层；

G、降低温度至800℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、20sccm-60sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N₂，生长10nm的GaN垒层；

重复上述步骤A-G，周期性依次生长AlN过渡层、InGaN阱层、低温AlN层、高温AlN-1层、中温AlN层、高温AlN-2层、GaN垒层，生长周期数为2-7个。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，在1000℃-1100℃的温度下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底5min-10min。

3.根据权利要求2所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲层GaN的具体过程为：

降温至500℃-600℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为10000sccm-20000sccm的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H₂，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-40nm的低温缓冲层GaN；

升高温度到1000℃-1100℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、100L/min-130L/min的H₂，保温300s-500s，将低温缓冲层GaN腐蚀成不规则岛形。