[发明专利]提高外延晶体质量的LED生长方法

摘要

本申请公开提高外延晶体质量的LED生长方法，依次包括处理衬底、生长N型GaN层、周期性生长有缘层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层，降温冷却。处理衬底进一步为利用直流磁控反应溅射设备将蓝宝石衬底温度加热到650℃左右，通入50sccm‑70sccm的Ar、80sccm‑100sccm的N2、2sccm‑3sccm的O2，用2000V‑3000V的偏压冲击铝靶在蓝宝石衬底表面上溅射A1N薄膜；将溅射好A1N薄膜的蓝宝石衬底放入反应腔，升高温度至900℃‑1000℃，反应腔压力300mbar‑400mbar，通入H2、NH3、TMGa源以及TMIn，持续生长InxGa(1‑x)N层。

主权项

一种提高外延晶体质量的LED生长方法，依次包括：处理衬底、生长掺杂Si的N型GaN层、周期性生长有缘层、生长P型AlGaN层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其特征在于，所述处理衬底，进一步为：利用直流磁控反应溅射设备将蓝宝石衬底温度加热到650℃左右，通入50sccm‑70sccm的Ar、80sccm‑100sccm的N2、以及2sccm‑3sccm的O2，用2000V‑3000V的偏压冲击铝靶在蓝宝石衬底表面上溅射50nm‑60nm厚的A1N薄膜；将溅射好A1N薄膜的蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔，升高温度至900℃‑1000℃，反应腔压力维持在300mbar‑400mbar，通入100L/min‑130L/min的H2、100L/min‑120L/min的NH3、300sccm‑400sccm的TMGa源、100sccm‑200sccm的TMIn，持续生长5μm‑7μm的InxGa(1‑x)N层，x＝0‑1；所述生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为：升高温度到1000℃‑1100℃，反应腔压力维持在150mbar‑300mbar，通入50L/min‑90L/min的H2、40L/min‑60L/min的NH3、200sccm‑300sccm的TMGa源、20sccm‑50sccm的SiH4源，持续生长掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度为5E18atoms/cm3‑1E19atoms/cm3，总厚度控制在2μm‑4μm；所述周期性生长有缘层，进一步为：反应腔压力维持在300mbar‑400mbar，温度控制在700℃‑750℃，通入50L/min‑90L/min的N2、40L/min‑60L/min的NH3、10sccm‑50sccm的TMGa源、1000sccm‑2000sccm的TMIn源，生长掺杂In的厚度为3nm‑4nm的InxGa(1‑x)N层，x＝0.15‑0.25，In掺杂浓度为1E20atoms/cm3‑3E20atoms/cm3；升高温度至800℃‑850℃，通入50L/min‑90L/min的N2、40L/min‑60L/min的NH3、10sccm‑50sccm的TMGa源，生长厚度为10nm‑15nm的GaN层；交替生长InxGa(1‑x)N层和GaN层，周期数为10‑15；所述生长P型AlGaN层，进一步为：升高温度到850℃‑950℃，反应腔压力维持在200mbar‑400mbar，通入50L/min‑90L/min的N2、40L/min‑60L/min的NH3、50sccm‑100sccm的TMGa源，持续生长50nm‑100nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度为1E20atoms/cm3‑3E20atoms/cm3，Mg掺杂浓度为5E18atoms/cm3‑1E19atoms/cm3。