[发明专利]LED外延生长方法

权利要求书

1.一种LED外延生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、生长非掺杂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；其特征在于，其中生长多量子阱层依次包括：掺In预处理、生长InGaN阱层、Ga₂O₃预生长、生长Ga₂O₃层、退火处理、生长GaN渐变层以及生长GaN垒层，具体步骤为：

A、将反应腔压力控制在200-280mbar，反应腔温度控制在800-850℃，通入NH₃以及TMIn，进行10-20秒掺In预处理；

B、反应腔压力保持不变，升高反应腔温度至900-950℃，通入NH₃、TMGa以及TMIn，生长厚度为3-5nm的InGaN阱层；

C、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至600℃-650℃，通入NH₃、TMGa、O₂以及N₂，进行60-80秒Ga₂O₃预生长，预生长过程中控制O原子摩尔含量从15％均匀增加至30％；

D、保持反应腔压力不变，升高反应腔温度至800℃-840℃，通入NH₃、TMGa、O₂、以及N₂，生长厚度为10-15nm的Ga₂O₃层；

E、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至700℃-750℃，通入O₂以及N₂进行60-80S的退火处理，通入气体的流量比为N₂:O₂＝200:35sccm；

F、升高反应腔温度至850℃，反应腔压力升高至300mbar，通入NH₃、TMGa、N₂以及SiH₄，生长5-8nm的GaN渐变层，生长过程中控制Si的掺杂浓度由1E22atom/cm³渐变减少至1E21atom/cm³，温度由850℃渐变降低至780℃，反应腔压力由300mbar渐变增加至450mbar；

G、降低温度至800℃，保持反应腔压力300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH₃、20-100sccm的TMGa及100-130L/min的N₂，生长10nm的GaN垒层；

重复上述步骤A-G，周期性依次进行掺In预处理、生长InGaN阱层、Ga₂O₃预生长、生长Ga₂O₃层、退火处理、生长GaN渐变层以及生长GaN垒层的步骤，周期数为2-12个。

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

3.根据权利要求2所述的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300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH₃、50-100sccm的TMGa及100-130L/min的H₂，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温GaN缓冲层；

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