[发明专利]提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法

权利要求书

1.一种提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法，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：生长InGaN阱层、生长GaN-1垒层、生长GaN-2垒层、周期性中断Al源生长AlGaN垒层、生长GaN-3垒层、生长GaN-4垒层，具体步骤为：

A、反应腔压力保持不变，升高反应腔温度至T₁，通入NH₃、TMGa以及TMIn，在温度为T₁的条件下生长厚度为3-5nm的InGaN阱层，其中T₁的范围在900-950℃之间；

B、反应腔压力保持不变，通入NH₃、TMGa及N₂，在温度为T₂的条件下生长1nm的GaN-1垒层，其中T₂＝T₁；

C、反应腔压力保持不变，降低反应腔温度至T₃，继续通入NH₃、TMGa及N₂，在温度为T₃的条件下生长1nm的GaN-2垒层，其中T₃的范围在700-720℃之间；

D、反应腔压力保持不变，通入NH₃、TMGa、H₂以及TMAl，在温度为T₄的条件下周期性中断Al源生长4-6nm的AlGaN垒层，其中T₄＝T₃，在所述AlGaN垒层的生长过程中，TMAl中断和通入反应腔的时间分别是4s和10s；

E、反应腔压力保持不变，通入NH₃、TMGa及N₂，在温度为T₅的条件下生长1nm的GaN-3垒层，其中T₅＝T₄；

F、反应腔压力保持不变，升高反应腔温度至T₆，通入NH₃、TMGa及N₂，在温度为T₆的条件下生长1nm的GaN-4垒层，其中T₆＝T₁；

重复上述步骤A-F，周期性依次进行生长InGaN阱层、生长GaN-1垒层、生长GaN-2垒层、周期性中断Al源生长AlGaN垒层、生长GaN-3垒层以及生长GaN-4垒层的步骤，周期数为3-9个。

2.根据权利要求1所述的提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法，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所述的提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法，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。

4.根据权利要求1所述的提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述生长非掺杂GaN层的具体过程为：

升高温度到1000-1200℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa及100-130L/min的H₂，持续生长2-4μm的非掺杂GaN层。