[发明专利]一种LED外延生长方法

说明书

本申请公开了一种LED外延生长方法，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InN‑1层、生长高温AlN‑2层、生长中温InN‑2层、生长高温AlN‑3层和生长GaN垒层的步骤。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，并降低正向驱动电压。

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种LED外延生长方法。

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

本发明通过采用新的多量子阱层生长方法来解决现有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，并降低正向驱动电压。

本发明的LED外延生长方法，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；所述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InN-1层、生长高温AlN-2层、生长中温InN-2层、生长高温AlN-3层和生长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；