[发明专利]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，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括进行掺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。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。

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LED有电流流过时，LED中的电子与空穴在其多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、低能耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性和色彩丰富等优点。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。

目前现有的LED多量子阱的生长方法制备的LED外延InGaN/GaN多量子阱品质不高，该多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。

综上所述，急需研发新的LED外延生长方法，解决现有LED多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。

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。

本发明的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；其中生长多量子阱层依次包括：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；