[发明专利]一种LED外延层生长方法

摘要

本申请公开了一种LED外延层生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u‑GaN层、生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN：Zn层、生长H2气氛中温InGaN：Si层、生长N2气氛高温GaN：Mg层、NH3裂解、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却。本发明方法通过引入N2和H2混合气氛低温AlInGaN：Zn层、H2气氛中温InGaN：Si层、N2气氛高温GaN：Mg层的结构和NH3裂解工艺以提升量子阱发光区的电子空穴对，增强发光辐射效率，提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，改善外延片外观。

主权项

1.一种LED外延层生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u‑GaN层、生长N₂和H₂混合气氛低温AlInGaN：Zn层、生长H₂气氛中温InGaN：Si层、生长N₂气氛高温GaN：Mg层、NH₃裂解、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却，其中，所述生长N₂和H₂混合气氛低温AlInGaN：Zn层包括：通入N₂、H₂及二甲基锌DMZn，在N₂和H₂的混合气氛下，保持生长温度为500℃至550℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入50‑70sccm的TMGa、1200‑1400sccm的TMIn、100‑130sccm的TMAl,生长厚度为70nm至110nm的N₂和H₂混合气氛低温AlInGaN：Zn层，Zn掺杂浓度为2E18atoms/cm³至5E18atoms/cm³；所述生长H₂气氛中温InGaN：Si层包括：升高温度至750℃至850℃，通入H₂和SiH₄，在H₂气氛下，保持生长温度为750℃至850℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入80‑95sccm的TMGa、900‑1000sccm的TMIn、生长厚度为60nm至80nm的H₂气氛中温InGaN：Si层，Si掺杂浓度为1E19atoms/cm³至3E19atoms/cm³；所述生长N₂气氛高温GaN：Mg层包括：升高温度至1050℃至1150℃，通入N₂和CP₂Mg，在N₂气氛下，保持生长温度为1050℃至1150℃，保持生长压力为450Torr至550Torr，并通入110‑130sccm的TMGa，生长厚度为40nm至55nm的N₂气氛高温GaN：Mg层，Mg掺杂浓度为1E20atoms/cm³至1E21atoms/cm³；所述NH₃裂解包括：保持压力不变，升高温度至1250℃，通入H₂、N₂作为载气，同时通入80‑100L/min的NH₃，反应过程中将温度从1250℃渐变增加至1400℃，NH₃流量从100‑80L/min渐变减少至20‑30L/min，反应时间控制为35s‑45s，使NH₃在高温下充分裂解，裂解的N原子附着在上述生长的N₂气氛高温GaN：Mg层上，同时裂解的H元素随载气输送至尾管排出反应室。