[发明专利]一种大功率紫外LED的外延生长方法

权利要求书

1.一种大功率紫外LED的外延生长方法，其特征在于，采用蓝宝石作为生长基底，进行异质外延生长，运用MOCVD技术来完成整个外延过程，在蓝宝石上生长一层低温AlN层，继续生长一层高温AlN层，接着生长一层低温BAlN，再生长一层高温BAlN层，然后再生长几个周期BAlN/BAlGaN超晶格结构，继续生长一层n型掺杂的AlGaN,接着生长一层AlGaN/BAlN量子阱结构有源区,接着生长一层p型BAlGaN层，再生长一层p型BAlN层，继续生长一层超薄的p型BN,生长一层p型BAlN层，继续生长一层超薄的p型BN,最后生长一层轻掺杂p型BAlGaN和重掺杂的P++型AlGaN层作为接触层；该大功率紫外LED的生长方法具体如下：采用三甲基镓、三乙基镓、三甲基铝、三乙基硼、氨气、硅烷、二茂镁、氮气和氢气分别提供生长所需要的镓源、铝源、硼源、氮源、硅源和镁源以及载气，该大功率紫外LED的外延设计和生长方法具体步骤流程如下：

(1)将蓝宝石清洗处理后，放入MOCVD设备在1200℃烘烤15分钟；

(2)降温到800℃，通过通入三甲基铝和氨气，生长一层厚度10nm的低温AlN层，生长压力为150torr；

(3)升温到1090℃，持续通入三甲基铝和氨气，生长一层厚度200nm的本征AlN,生长压力为220torr；

(4)降温到1000℃,通入三乙基硼、三甲基铝和氨气生长一层厚度20nm的本征低温BAlN层，生长压力为150torr；

(5)升温到1150℃，通入三乙基硼、三甲基铝和氨气生长一层厚度50nm的本征高温BAlN层，生长压力为200torr；

(6)在温度1100℃，压力200torr下生长一层10个周期n型δ掺杂BAlGaN/BAlN超晶格层，生长过程中分别在BAlGaN生长层和BAlN层交替掺杂硅烷，生长5-10个周期，单个厚度1-5nm，不掺杂的厚度在1-2nm，通过控制硅烷流量开关实现周期掺杂，通过在通入硅烷时，关闭三乙基硼、三甲基铝和氨气，实现δ的周期掺杂技术生长；

(7)在温度1070℃生长一层掺杂硅烷的n型AlGaN层，厚度500nm，压力200torr；

(8)在氮气氛围压力300torr,1100℃下生长一层2nm的量子垒B_zAl_1-ZN层,然后升温到1120℃接着生长一层3nm量子垒B_yAl_1-yN层,此时打开硅烷，掺杂硅烷，然后升温到1150℃生长一层量子垒B_xAl_1-xN层，然后降温到1120℃接着生长一层3nm量子垒B_yAl_1-yN层掺杂硅烷,然后降温到1100℃生长一层2nm的量子垒B_zAl_1-ZN层,然后在1090℃，生长一层量子阱AlGaN，这样一个周期生长完毕，重复7次，共生长8个量子阱垒层，其中B的含量不同，z1,yz,0x1,xy,0y1；

(9)温度在1120℃，打开镁源，200torr,生长一层p型BAlGaN层，厚度10nm；

(10)在温度1150℃，250torr,生长一层p型的BAlN层，厚度10nm；

(11)在温度1190℃，250torr，生长一层p型BN,1-3nm，此层同时掺杂SiH4硅烷，为镁源掺杂量的1/6；

(12)在温度1150℃，250torr,生长一层p型的BAlN层，厚度10nm；

(13)在温度1190℃，250torr，生长一层p型BN,1-3nm，此层同时掺杂SiH4硅烷，为镁源掺杂量的1/6；

(14)在温度1080℃，150torr,生长一层p型BAlGaN层，厚度20nm；

(15)在温度1050℃，生长一层掺杂镁p++型AlGaN，厚度3-5nm；

(16)在氮气氛围下，退火20分钟。