[发明专利]一种减少外延片翘曲的LED生长方法

摘要

本申请公开一种减少外延片翘曲的LED生长方法，依次包括：处理衬底、生长N型GaN层、周期性生长有源层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层，降温冷却。处理衬底包括生长AlN层和InxGa(1‑x)N层，并通过控制A1N薄膜的过程中O2流量的规律性渐变，消除蓝宝石衬底对GaN薄膜的应力累积效应，减少外延片翘曲，提高GaN外延片的合格率，减少破片率。

主权项

1.一种减少外延片翘曲的LED生长方法，依次包括：处理衬底、生长掺杂Si的N型GaN层、周期性生长有源层、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500℃，通入80sccm‑90sccm的Ar、110sccm‑140sccm的N₂以及O₂，用2000V‑3000V的偏压冲击铝靶在蓝宝石衬底表面上溅射15nm‑25nm厚的A1N薄膜，其中，在生长所述A1N薄膜的过程中，O₂的流量先以每秒增加1sccm从0sccm逐渐渐变增加到150sccm，再以每秒减少0.4sccm从150sccm逐渐渐变减少到70sccm，最后O₂的流量维持在70sccm保持不变直到所述A1N薄膜生长结束；将溅射好A1N薄膜的蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔，升高温度至700℃‑950℃，反应腔压力维持在200mbar‑280mbar，通入70L/min‑80L/min的H₂、50L/min‑70L/min的NH₃、800sccm‑900sccm的TMGa源、1000sccm‑1500sccm的TMIn，持续生长60nm‑90nm的In_xGa_(1‑x)N层，x＝0‑0.15；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；所述周期性生长有源层，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In_xGa_(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In_xGa_(1‑x)N层和GaN层，周期数为10‑15。