[发明专利]一种具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法

说明书

本发明提供了一种具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法，属于半导体光电子技术领域，包括如下步骤：在LED外延片基底的电子阻挡层之上生长P型AlGaN层；在P型AlGaN层上交替生长第一P型GaN层和第二P型GaN层；其中：第一P型GaN层和第二P型GaN层的生长温度不同；第一P型GaN层和第二P型GaN层的掺杂浓度和/或氢气流量不同；在P型AlGaN层上的一层生长第一P型GaN层。本发明所产LED外延片晶体质量高，P型杂质活化率高，整体发光效率高，材料内部的氮空位少，掺杂效率高、导电性能好，且外观质量好。

技术领域

本发明涉及一种具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法，属于半导体光电子技术领域。

背景技术

LED作为一种新型的紫外光源，具有能耗低、体积小、集成性好、寿命长、环保无毒等优点，受到广发消费者的认可。特别是深紫外LED作为一种新型的深紫外光源，在杀菌、印刷、通讯、探测、紫外固化等领域具有广泛的应用前景，是当前 III-族氮化物半导体最有发展潜力的领域和产业之一。

虽然深紫外LED市场潜力和应用前景十分巨大，国内生产规模也在逐步扩大，但是其P型掺杂效率较低，发光效率低，且P型掺杂层电阻率高的问题，严重制约其在大功率电子器件方面的应用。

本申请发明人发现：P型掺杂层电阻率高的问题，主要是由于P型杂质活化率较低，晶体质量较低，材料内部的氮空位较多，以至于掺杂效率低、导电性能差，整体发光效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法，该具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法可有效降低P型层的电阻率，增大纵向电导，进而提高发光强度并且外延层表面平整。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种具有低电阻率P型层的深紫外LED外延制造方法，包括如下步骤：

在LED外延片基底的电子阻挡层之上生长P型AlGaN层；

在P型AlGaN层上交替生长第一P型GaN层和第二P型GaN层；

其中：第一P型GaN层和第二P型GaN层的生长温度不同；第一P型GaN层和第二P型GaN层的掺杂浓度和/或氢气流量不同；在P型AlGaN层上的一层生长第一P型GaN层。

所述第一P型GaN层的生长温度高于第二P型GaN层的生长温度，第一P型GaN层生长时的氢气流量高于第二P型GaN层生长时的氢气流量。

所述第一P型GaN层在850~950℃条件下生长，第二P型GaN层在750~800℃条件下生长。

所述交替生长第一P型GaN层和第二P型GaN层之后，退火冷却；退火冷却为在N2气氛下退火20~30min，其后随炉冷却。

所述第一P型GaN层通过如下方式生长：

保持反应室内压力为100~500mbar，温度为850~950℃，通入氢气流量为5000~25000sccm，通入3000~7000sccm的NH3、50~150sccm的TMGa、50~300sccm的P型掺杂剂，生长厚度为1~20nm；

所述第二P型GaN层通过如下方式生长：

保持反应室内压力为100~500mbar，温度为750~800℃，通入氢气流量为3000~20000sccm，通入3000~7000sccm的NH3、30~100sccm的TMGa、100~600sccm的P型掺杂剂，生长厚度为1~25nm。

所述第一P型GaN层和/或第二P型GaN层的P型掺杂剂为Cp2Mg。