[发明专利]一种提升量子效率的LED外延生长方法

权利要求书

1.一种提升量子效率的LED外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、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层和降温冷却；所述生长多量子阱层依次包括：生长InGaN阱层、生长低温Mg陡峭掺杂AlGaInN层、生长高温不掺杂AlGaInN层和生长GaN垒层，具体为：

A、将反应腔压力控制在200-280mbar，反应腔温度控制在900-950℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-40sccm的TMGa、10000-15000sccm的TMIn及100L/min-130L/min的N₂，生长厚度为3nm的InGaN阱层；

B、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至450-520℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl、300sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的N₂以及1300-1400sccm的TMIn以及Cp₂Mg，生长过程中Mg掺杂浓度先以每秒增加4E+16atoms/cm³，从4E+19atoms/cm³线性渐变增加至6E+19atoms/cm³，再以每秒增加9E+18atoms/cm³，从6E+19atoms/cm³线性渐变增加至6E+21atoms/cm³，生长厚度为15nm-20nm的低温Mg陡峭掺杂AlGaInN层；

C、保持反应腔压力不变，升高反应腔温度至950-1000℃，通入160-180sccm的NH₃、500-600sccm的TMAl、300sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的N₂以及1300-1400sccm的TMIn，生长厚度为15nm-20nm的高温不掺杂AlGaInN层；

D、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-D，周期性依次生长InGaN阱层、低温Mg陡峭掺杂AlGaInN层、高温不掺杂AlGaInN层和GaN垒层，生长周期数为3-8个。

2.根据权利要求1所述的提升量子效率的LED外延生长方法，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1所述的提升量子效率的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长低温GaN缓冲层的具体过程为：

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GaN缓冲层；

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GaN缓冲层腐蚀成不规则岛形。