[发明专利]一种提升LED光效的外延生长方法

摘要

本申请公开提升LED光效的外延生长方法，生长电子阻挡层为生长pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶格层，进一步为通入NH3、TMGa、H2、TMAl、Cp2Mg，生长pAlGaN；通入NH3、TMGa、H2、Cp2Mg，生长pGaN，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3‑1E20atoms/cm3；通入NH3、TMGa、H2、TMIn、Cp2Mg，生长pInGaN，In掺杂浓度1E19atoms/cm3‑5E19atoms/cm3，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3‑1E20atoms/cm3；周期性生长pAlGaN层、pGaN层和pInGaN层，周期数为4‑8，生长顺序可置换。

主权项

一种提升LED光效的外延生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、交替生长掺杂In的InxGa(1‑x)N/GaN发光层、生长电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其特征在于，所述生长不掺杂GaN层进一步为：升高温度到1000℃‑1200℃，保持反应腔压力300mbar‑600mbar，通入流量为30000sccm‑40000sccm的NH3、200sccm‑400sccm的TMGa、100L/min‑130L/min的H2、持续生长2μm‑4μm的不掺杂GaN层；所述生长掺杂Si的N型GaN层进一步为：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm‑60000sccm的NH3、200sccm‑400sccm的TMGa、100L/min‑130L/min的H2、20sccm‑50sccm的SiH4，持续生长3μm‑4μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3‑1E19atoms/cm3；保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm‑60000sccm的NH3、200sccm‑400sccm的TMGa、100L/min‑130L/min的H2、2sccm‑10sccm的SiH4，持续生长200μm‑400μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E17atoms/cm3‑1E18atoms/cm3；所述交替生长掺杂In的InxGa(1‑x)N/GaN发光层进一步为：保持反应腔压力300mbar‑400mbar、温度700℃‑750℃，通入流量为50000sccm‑70000sccm的NH3、20sccm‑40sccm的TMGa、1500sccm‑2000sccm的TMIn、100L/min‑130L/min的N2，生长掺杂In的2.5nm‑3.5nm的InxGa(1‑x)N层，x＝0.20‑0.25，发光波长450nm‑455nm；接着升高温度至750℃‑850℃，保持反应腔压力300mbar‑400mbar，通入流量为50000sccm‑70000sccm的NH3、20sccm‑100sccm的TMGa、100L/min‑130L/min的N2，生长8nm‑15nm的GaN层；重复InxGa(1‑x)N的生长，然后重复GaN的生长，交替生长InxGa(1‑x)N/GaN发光层，控制周期数为7‑15个；所述生长电子阻挡层为生长pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶格层，所述生长pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶格层进一步为：保持反应腔压力200mbar、温度900℃‑950℃，通入流量为50000sccm‑70000sccm的NH3、30sccm的TMGa、100L/min‑130L/min的H2、100sccm的TMAl、1000sccm‑1800sccm的Cp2Mg，生长2nm‑5nm的pAlGaN，Al掺杂浓度1E20atoms/cm3‑3E20atoms/cm3，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3‑1E20atoms/cm3；保持反应腔压力200mbar、温度900℃‑950℃，通入流量为50000sccm‑70000sccm的NH3、30sccm的TMGa、100L/min的H2、1000sccm‑1800sccm的Cp2Mg，生长2nm‑5nm的pGaN，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3‑1E20atoms/cm3；保持反应腔压力200mbar、温度900℃‑950℃，通入流量为50000sccm‑70000sccm的NH3、30sccm的TMGa、100L/min的H2、1000sccm‑1500sccm的TMIn、1000sccm‑1800sccm的Cp2Mg，生长2nm‑5nm的pInGaN，In掺杂浓度1E19atoms/cm3‑5E19atoms/cm3，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3‑1E20atoms/cm3；周期性生长pAlGaN层、pGaN层和pInGaN层，周期数为4‑8，生长pAlGaN层、pGaN层和pInGaN层的顺序可置换。