[发明专利]提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法

说明书

本申请公开了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，降温冷却，其中生长多量子阱层依次包括进行生长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、生长GaN‑4垒层的步骤。本发明通过采用新的量子阱层生长方法来提升量子阱的内量子效率，从而提高LED的光电性能。

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种提升内量子效率的LED外延量子阱生长方法。

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仍然存在性能低下的问题，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多量子阱内量子效率不高，严重阻碍了LED性能的提高，影响LED的节能效果。

综上所述，急需研发新的LED外延量子阱生长方法，解决现有LED多量子阱内量子效率不高的问题，从而提高LED的光电性能。

发明内容

本发明通过采用新的量子阱生长方法来提升量子阱的内量子效率，从而提高LED的光电性能。

本发明的提高量子阱质量的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：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；