[发明专利]降低位错缺陷的GaN基LED芯片外延生长方法

摘要

本发明提供了一种降低位错缺陷的GaN基LED芯片外延生长方法。包括以下步骤：(1)首先在衬底上生长低温GaN缓冲层或AlxGal-xN缓冲层，再在缓冲层上生长高温非掺杂GaN层；(2)把反应室内的生长温度调到600℃～1100℃，然后在反应室内单独通入CP2Mg和NH3，CP2Mg和NH3发生反应，在步骤(1)制作的高温非掺杂GaN层上形成MgN，通过通入CP2Mg的时间控制这些孔洞的大小和密度；(3)然后按常规方法继续生长GaN基LED芯片的其它外延材料。本发明采用MgN原位制作纳米掩模图形，降低了GaN基材料中的位错缺陷，与SiN掩模相比，制作MgN掩模时对GaN材料没有腐蚀作用，这样在没有掩模处的GaN不会引入更多的缺陷，能获得更高质量的GaN材料。

主权项

一种降低位错缺陷的GaN基LED芯片外延生长方法，包括以下步骤：(1)首先采用常规的低温缓冲层生长方法在衬底上生长低温GaN缓冲层或AlxGa1-xN缓冲层，其中0＜x＜1，即在生长炉的反应室内500℃--700℃下生长20nm--60nm厚的低温GaN缓冲层或是在800℃-1200℃的高温下生长厚度为10nm-120nm的高温AlxGa1-xN缓冲层；缓冲层生长后，使反应室内温度保持800℃--1200℃再在缓冲层上生长100nm--2000nm的高温非掺杂GaN层；(2)把反应室内的生长温度调到600℃--1100℃，然后在反应室内单独通入CP2Mg和NH3，通入时间为2分钟至10分钟，CP2Mg和NH3发生反应，在步骤(1)制作的高温非掺杂GaN层上形成一层具有孔洞的网状MgN掩模，掩模厚度1nm-20nm，孔洞的横向尺寸为1nm-1000nm，密度为1×109个--1×1012个/cm2；(3)然后把生长温度升高到800度-1200度，在MgN掩模层上继续生长1um厚的高温非掺杂GaN层，在这层高温非掺杂GaN层上按常规方法继续生长GaN基LED芯片的其它外延材料，包括掺Si的N型GaN层、铟稼氮/氮化镓多量子阱、P型AlGaN层和掺镁的P型GaN层。