CN102332510A

CN102332510A - 采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法

Info

Publication number: CN102332510A
Application number: CN201110281763A
Authority: CN
Inventors: 贾传宇; 殷淑仪; 杨绍林; 高宗伟; 陆羽; 孙永建; 张国义
Original assignee: Sino Nitride Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sino Nitride Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明公开了一种采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，减小其耗尽层厚度，增加其内建电容。本发明首先在金属有机化合物气相外延反应室中将蓝宝石Al₂O₃衬底在氢气气氛下处理5分钟，然后在氢气气氛下，三维生长GaN缓冲层，再生长n-GaN层；在氮气气氛下生长高电子浓度的n型插入层，接着生长多个周期多量子阱有源区；在有源区上，在氮气气氛下，生长高空穴浓度的p型插入层；在氢气氛下生长p-GaN层。本发明具有工艺流程相对简单，可重复性好，附加成本低，采用本发明中技术生长制作的LED芯片显示优异的光电性质，可靠性和稳定性大副度提高。

Description

采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的制作方法，尤其是涉及一种采用金属有机化合物气相外延（MOCVD）技术生长高抗静电能力氮化镓（GaN）基III-V族氮化物半导体材料发光二极管的方法，属于半导体光电子技术领域。

背景技术

氮化镓（GaN）基半导体材料是继硅和砷化镓之后的第三代半导体材料，近年来发展迅速。III族氮化物包括GaN、InN、AlN以及三元和四元合金都是直接带隙宽禁带半导体材料，。III 族氮化物材料室温下禁带宽度从氮化铟（InN）0.75eV 到氮化镓(GaN)3.4eV直至氮化铝(AlN)6.2eV的范围内连续可调，覆盖了从红外到紫外的广泛的波长范围，被认为是在技术领域中具有非常重要地位的材料。

半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。20世纪90年代以来，随着氮化镓基蓝光和白光发光二极管的研制成功，半导体照明已经成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其经济和社会意义巨大。美国、日本、欧盟、韩国、台湾等国家和地区相继推出半导体照明发展计划。我国于2003年10月，正式启动了“国家半导体照明工程”。随着最近几年的快速发展，白光发光二极管（LED）的性能指标不断提高，固态照明的实用化已经露出了曙光。这些发展包括了材料生长、芯片制备和封装的各个方面的成就。尤其是在材料生长方面，最近几年各种新的技术层出不穷，极大地推进了固态照明事业的发展。随着GaN基LED 的应用领域扩展到高密度光存储，彩色印刷，显示应用及固态照明。LED 光电性质的稳定性及可靠性成为越来越重要的问题。LED 抗静电能力的高低是LED 可靠性的核心体现。

GaN基 LED 大多生长在晶格失配较大的蓝宝石（Al2O3）异质衬底上，在GaN外延层中存在高密度的穿透位错，同时由于Al2O3 衬底的绝缘属性，使GaN/Al2O3 LED 在器件加工及封装使用过程中容易被静电击穿而损害。对于GaN基LED芯片，由于GaN基氮化物材料为宽禁带半导体材料，电阻率高，芯片在生产过程中因静电产生的感生电荷不易消失。当LED p-n结两个电极上的极性不同的电荷积累到一定程度，又得不到及时释放时，电荷能量一旦超过LED芯片最大承受值时，电荷将以极短的瞬间（纳秒级别）在LED 两个电极层之间进行放电，产生功率焦耳热，在导电层之间局部的形成高温区，高温将会把导电层之间熔融成一些小孔，从而造成漏电，死灯，电性飘移等现象。由于Al2O3 衬底的绝缘特性，使在其上外延生长的LED芯片正负电极均位于芯片上面，间距很小，对静电的承受能力很小，极易被静电击穿，使器件失效。GaN基LED和传统LED相比，抗静电能力差是其鲜明的缺点，静电导致的失效问题已成为影响产品合格率和使用推广的核心问题。为了提高GaN/Al2O3 LED的防静电能力，人们在LED外延生长，芯片制造中尝试多种方法包括：采用SiN/GaN多缓冲层生长技术以有效降低GaN外延层的位错密度；在LED内并联肖特基二极管；在p-GaN 中采用反向平行排列的Ga-极性面和N-极性面并联阵列；金属氧化物半导体电容集成等；同时对LED接触者，LED使用环境以及在LED包装、运输和存储过程中需要采取相应的防静电措施。目前采用的提高LED 防静电能力的方法存在工艺流程相对复杂，附加成本高，而且效果有限等问题。如何采用工艺简单，附加成本低的方法有效提高LED的抗静电能力成为业界关注的热点。

GaN基LED的等效模型可以认为由一个理想二极管和一个内建电容并联组成。由于LED静电放电能量消耗是和其电容成反比关系，因此内建电容较高的GaN基LED 相对不易受到静电放电的影响而损伤。p-i-n LED 的电容是可以看成是以耗尽层厚度为间距的平行板电容器，耗尽层厚度由激活的受主浓度和施主浓度决定，耗尽层厚度随激活的受主浓度或施主浓度的增加而减小。耗尽层厚度的变化将会直接影响p-i-n LED 的电容。本发明通过在LED InGaN/GaN多量子阱有源区两侧引入n型插入层和p型插入层，同时通过控制插入层材料，n型掺杂浓度，p型掺杂浓度来控制插入层激活的施主浓度和受主浓度，进而实现增加p-i-n LED内建电容，提高LED抗静电能力的目的。

对于GaN材料体系，受主激活能相对较深，对于Mg在GaN中的受主激活能高达170 meV，而且受主的激活需要额外的退火工艺。从而导致p-GaN 中低的空穴浓度，由于Mg在InGaN中的受主激活能相对较低，本发明采用p-InGaN 或p-InGaN/GaN超晶格作为p型层有效降低p型层中受主激活能，提高空穴浓度。同时本发明采用p-InGaN/GaN 超晶格，利用InGaN和GaN之间的压电极化场，在超晶格阱垒界面处形成二维电子气，进而有效改善空穴在平面内的扩展效果。对于GaN材料体系，n型掺杂元素主要是Si，激活能比较低，为浅施主。Si在GaN中的激活能约为20meV，常用SiH4作为掺杂剂，GaN 电子浓度与SiH4的流量成线性关系，本发明采用n-GaN、n-InGaN或n-InGaN/GaN 超晶格通过调节Si的掺杂浓度获得电子浓度大于10¹⁹cm^-3n型插入层。通过优化n型插入层的结构如采用n-GaN、n-InGaN或n-(In)GaN/GaN超晶格、Si的掺杂浓度、生长厚度、In的组分等参数；及优化p型插入层的结构如采用p-GaN、p-InGaN或p-(In)GaN/GaN超晶格、Mg的掺杂浓度、In的组分等参数的优化有效提高LED p-n 结内部电容，改善LED电流扩展效果，进而有效提高LED抗静电能力。

发明内容

本发明是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种采用MOCVD技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，通过设计新型的LED结构，相对于传统p-i-n LED外延结构，在LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度n型插入层和高空穴浓度的p型插入层，减小其耗尽层厚度，增加其内建电容。进而实现提高LED抗静电能力的目的。本发明所涉及工艺流程均在外延生长中完成，不需要附加芯片工艺流程，具有工艺流程相对简单，可重复性好，附加成本低等优点。采用本发明中技术生长制作的LED芯片显示优异的光电性质，可靠性和稳定性大副度提高，在-2000V人体模式下，抗静电能力良率大于95%。

为实现上述目的，本发明公开了一种采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，采用金属有机化合物气相外延方法，通过在p-i-n LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度和高空穴浓度的插入层，使用三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝作为III族源，氨气作为V族源，硅烷作为n型掺杂源，二茂镁作为p型掺杂源，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，在金属有机化合物气相外延反应室中将蓝宝石AllO3衬底在氢气气氛下，1040～1200

Figure 2011102817634100002DEST_PATH_IMAGE001

处理5分钟，然后降低温度，在530～550

，反应室压力500 torr，在氢气气氛下，三维生长20～30 纳米的GaN缓冲层，再在1000～1500

下生长2～4微米厚n-GaN层；

步骤二，在氮气气氛下，在750～850下生长高电子浓度的n型插入层，接着生长多个周期In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源区，其中0.1≤x≤0.35；在有源区上，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长高空穴浓度的p型插入层；

步骤三，在氢气气氛下，在950～1040

生长p-GaN层。

作为本发明的一种优选方案，所述n型插入层是n-In_yGa_1-yN，所述p型插入层是p-In_zGa_1-zN，其中0≤y＜x， 0≤z＜x；n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型插入层厚度是10～100nm；所述p型插入层厚度是10～100nm。

作为本发明的一种优选方案，所述n型插入层是n-In_yGa_1-yN/GaN超晶格，所述p型插入层是p-In_zGa_1-zN/GaN 超晶格，其中0≤y＜x， 0≤z＜x；n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型超晶格周期数1～20；所述p型超晶格周期数是1～20。

作为本发明的一种优选方案，所述n型插入层是n-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格，所述p型插入层是p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN 超晶格，其中0≤y1，y2＜x， 0≤z1，z2＜x；n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型超晶格周期数1～20；所述p型超晶格周期数是1～20。

作为本发明的一种优选方案，所述n型插入层是n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N，所述p型插入层是p-Al_z1 In_z2Ga_1-z1-z2N，其中0≤y1，y2＜x， 0≤z1，z2＜x；n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型层厚度10-100nm；所述p型层厚度10-100nm。

本发明通过设计新型的LED结构，调节LED p-n结近邻有源区的n型层施主浓度和p型层的受主浓度，进而有效减小LED p-n结耗尽层厚度，以增大LED的内部电容。进而实现提高LED抗静电能力的目的。GaN基LED的等效模型可以认为由一个理想二极管和一个内建电容并联组成。由于LED静电放电能量消耗是和其电容成反比关系的，因此电容较高的GaN基LED 相对不易受到静电放电的影响而损伤。p-i-n LED 的电容是可以看成是以耗尽层厚度为间距的平行板电容器，耗尽层厚度由激活的受主浓度和施主浓度决定，耗尽层厚度随激活的受主浓度或施主浓度的增加而减小。

本发明通过在p-i-n LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度和高空穴浓度的插入层，可以有效减小其耗尽层厚度，增加其内建电容。对于GaN材料体系，受主激活能相对较深，对于Mg在GaN中的受主激活能高达170 meV，而且受主的激活需要额外的退火工艺。从而导致p-GaN 中低的空穴浓度，由于Mg在InGaN中的受主激活能相对较低，采用p-InGaN 或p-InGaN/GaN超晶格作为p型层可以有效降低p型层中受主激活能，提高空穴浓度。同时采用p-InGaN/GaN 超晶格，利用InGaN和GaN之间的压电极化场，在超晶格阱垒界面处形成二维电子气，进而有效改善空穴在平面内的扩展效果。对于GaN材料体系，n型掺杂元素主要是Si和Ge。它们的激活能比较低，为浅施主。Si在GaN中的激活能约为20meV，常用SiH4作为掺杂剂，GaN 电子浓度与SiH4的流量成线性关系，采用n-（In）GaN或n-InGaN/GaN 超晶格通过调节Si的掺杂浓度获得电子浓度大于10¹⁹cm^-3n型插入层。采用金属有机化合物气相外延技术生长发光二极管，生长过程中使用三甲基镓（TMGa），三甲基铟（TMIn），三甲基铝（TMAl）作为III族源，氨气（NH3）作为V族源，硅烷（SiH4）作为n型掺杂源，二茂镁（Cp2Mg）作为p型掺杂源，首先在Al2O3衬底上在530～550

，高反应室压力，氢气（H₂）气氛下，三维生长20～30 纳米后的GaN缓冲层，在1000～1500下生长2～4微米厚n-GaN，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长10～100纳米n-In_yGa_1-yN、 n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N、 n-In_yGa_1-yN/GaN或n-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格n型插入层，在750～850

下接着生长5～10周期In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源区，其中0.1≤x≤0.35，在有源区上，在N2气氛下，在750～850

下生长10～100纳米p-In_zGa_1-zN、p-Al_z1In_z2Ga_1-z1-z2N、p-In_zGa_1-zN/GaN或p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN超晶格（其中0≤y，y1，y2＜x， 0≤z， z1，z2＜x），超晶格周期数是1～20，最后在H₂气氛下，在950～1040生长厚度为100～500纳米的p-GaN。

通过优化n型插入层的结构如采用n-(In)GaN或n-(In)GaN/GaN超晶格、Si的掺杂浓度、生长厚度、In的组分等参数；及优化p型插入层的结构如采用p-(In)GaN或p-(In)GaN/GaN超晶格、Mg的掺杂浓度、In的组分等参数的优化有效提高LED p-n 结内部电容，改善LED电流扩展效果，进而有效提高LED抗静电能力。

目前采用的提高LED 防静电能力的方法集中在外延生长和芯片制造及封装中环节，存在工艺流程相对复杂，附加成本高，而且效果有限等问题。本发明通过设计新型的LED结构，调节LED p-n结近邻有源区的n型层施主浓度和p型层的受主浓度，进而有效控制LED p-n结耗尽层厚度，增大LED的内部电容，从而有效提高LED 抗静电能力的目的。具体采用在

多量子阱有源层（其中0.1≤x≤0.35）两边生长高电子浓度n型插入层和高空穴浓度p型插入层:通过优化n型插入层的结构如采用n-In_yGa_1-yN、 n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N、 n-In_yGa_1-yN/GaN或n-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格n型插入层、Si的掺杂浓度、生长厚度、In的组分等参数；及优化p型插入层的结构如采用p-In_zGa_1-zN、p-Al_z1In_z2Ga_1-z1-z2N、p-In_zGa_1-zN/GaN或p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN超晶格（其中0≤y，y1，y2＜x， 0≤z，z1，z2＜x），、Mg的掺杂浓度、In的组分等参数的优化有效提高LED p-n 结内部电容，改善LED电流扩展效果，进而有效提高LED抗静电能力，所涉及工艺流程均在外延生长中完成，不需要附加芯片工艺流程，具有工艺流程简单，可重复性好，附加成本低等优点。

附图说明

图1本发明实施例一的结构示意图。

图2本发明实施例二的结构示意图。

图3本发明发光二极管抗静电良率与反向电压曲线图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明附图标记说明如下：蓝宝石AllO3衬底101、n-GaN层102、n-In_0.1Ga_0.9N(15nm)插入层103、In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源层104、n-In_0.1Ga_0.9N(15nm)插入105、p-GaN层106、n-In_0.1Ga_0.9N(2.5nm)/GaN(5nm)超晶格插入层203、p-In_0.1Ga_0.9N(2.5nm)/GaN(5nm)超晶格插入层205。

附图3本发明发光二极管抗静电良率与反向电压曲线图，其中曲线1是本发明中含高电子浓度和高空穴浓度的插入层发光二极管抗静电良率与反向电压曲线图；曲线2是无高电子浓度和高空穴浓度的插入层发光二极管抗静电良率与反向电压曲线图。

本发明通过在p-i-n LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度和高空穴浓度的插入层，有效减小其耗尽层厚度，增加其内建电容，提高抗静电能力。生长过程中使用三甲基镓（TMGa），三甲基铟（TMIn），三甲基铝（TMAl）作为III族源，氨气（NH₃）作为V族源，硅烷（SiH4）作为n型掺杂源，二茂镁（Cp2Mg）作为p型掺杂源，首先在Al2O3衬底上在530～550

，高反应室压力，氢气（H₂）气氛下，三维生长20～30 纳米后的GaN缓冲层，在1000～1500

下生长2～4微米厚n-GaN，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长一定厚度n-In_yGa_1-yN、 n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N、 n-In_yGa_1-yN/GaN或p-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格n型插入层，在750～850下接着生长多周期In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源区，其中0.1≤x≤0.35，在有源区上，在N₂气氛下，在750～850

下生长一定厚度p-In_zGa_1-zN、p-Al_z1In_z2Ga_1-z1-z2N、p-In_zGa_1-zN/GaN或p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN超晶格（其中0≤y，y1，y2＜x， 0≤z，z1，z2＜x），超晶格周期数是1～20，最后在H₂气氛下，在950～1040

生长p-GaN。

n型插入层是n-InGaN，该层的厚度为10-100nm，n型插入层电子浓度大于

Figure 2011102817634100002DEST_PATH_IMAGE003

；

或n型插入层是n-InGaN/GaN，该层的周期数为1～20，n型插入层电子浓度大于

；

或n型插入层是n-AlGaN/InGaN/GaN，该层的周期数为1～20，n型插入层电子浓度大于

；

p型插入层是p-InGaN，该层的厚度为10～100nm，p型插入层空穴浓度要求大于；

或p型插入层是p-InGaN/GaN，该层的周期数为1～20；

或p型插入层是p-AlGaN/InGaN/GaN，该层的周期数为1～20。

p-InGaN、p-InGaN/GaN 或p-AlGaN/InGaN/GaN超晶格以有效降低p型层中受主激活能，提高空穴浓度的方法。

n(p)-InGaN插入层应力驰豫临界厚度的控制：由于InGaN 插入曾合金存在应力驰豫临界厚度，当InGaN层厚度超过临界厚度将会在界面处产生大量的位错，进而影响器件的光电性质，InGaN层的临界厚度随In组分的增加而减小。对于特定In组分的InGaN插入层，厚度应控制在临界厚度之内。 p-型层受主激活和空穴浓度的有效控制，由于p-GaN 深的受主激活能，对于Mg在GaN中的受主激活能高达170 meV，从而导致p-GaN 中低的空穴浓度，采用p-InGaN 或p-InGaN/GaN超晶格以有效降低p型层中受主激活能，提高空穴浓度。

本发明通过在p-i-n LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度和高空穴浓度的插入层，有效减小其耗尽层厚度，增加其内建电容，进而实现提高LED抗静电能力的目的。

图1是根据本发明实施例一的用于实现本发明的p-i-n LED结构示意图，图1中包括Al2O3 衬底101，n-GaN层102，高电子浓度n-In_0.1Ga_0.9N插入层103，In_0.18Ga_0.82N/GaN多量子阱有源层104，高空穴浓度p-In_0.1Ga_0.9N插入层105，p-GaN层106。

图2是根据本发明实施例二的用于实现本发明的p-i-n LED结构示意图，图2中包括Al2O3 衬底101，n-GaN层102，高电子浓度n-In_0.1Ga_0.9N/GaN超晶格插入层203，10个周期In_0.18Ga_0.82N/GaN多量子阱有源层104，高空穴浓度p-In_0.1Ga_0.9N/GaN 超晶格插入层205，p-GaN层106。其中高电子浓度n型层，电子浓度为10¹⁹cm^-3，n型层采用n-GaN、n-InGaN或n-InGaN/GaN超晶格或其它结构只要满足电子浓度高于10¹⁹cm^-3的原则都在本专利保护的范围之内。其中高空穴浓度p型层，空穴浓度要求高于10¹⁸cm^-3，p型层采用p-GaN、p-InGaN或p-InGaN/GaN 超晶格或其它结构只要满足高空穴浓度的原则都在本专利保护的范围之内。

实施例一：

使用Aixtron公司，紧耦合垂直反应室MOCVD生长系统，。生长过程中使用三甲基镓（TMGa），三甲基铟（TMIn），三甲基铝（TMAl）作为III族源，氨气（NH₃）作为V族源，硅烷（SiH4）作为n型掺杂源，二茂镁（Cp2Mg）作为p型掺杂源，首先在MOCVD反应室中将蓝宝石AllO3衬底101加热到1100

，在H₂下处理5分钟，然后降温到在530～550

在Al2O3衬底上，高反应室压力，氢气（H₂）气氛下，三维生长20～30 纳米后的GaN缓冲层，在1000～1500

下生长4微米厚n-GaN层102，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长15纳米厚，电子浓度为10¹⁹cm^-3的n-In_0.1Ga_0.9N(15nm)插入层103，接着生长10个周期In_0.18Ga_0.82N(2.5nm)/GaN(15nm)多量子阱有源区104，。在有源区上，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长15纳米厚，空穴浓度为10¹⁸cm^-3的p-In_0.1Ga_0.9N(15nm)插入层105，最后在H₂气氛下，在950～1040

下生长厚度为200纳米的p-GaN层106。

实施例二：

使用Aixtron公司，紧耦合垂直反应室MOCVD生长系统。生长过程中使用三甲基镓（TMGa），三甲基铟（TMIn），三甲基铝（TMAl）作为III族源，氨气（NH₃）作为V族源，硅烷（SiH4）作为n型掺杂源，二茂镁（Cp2Mg）作为p型掺杂源，首先在MOCVD反应室中将蓝宝石AllO3衬底101加热到1100

，在H₂下处理5分钟，然后降温到在530～550在Al2O3衬底上，高反应室压力，氢气（H₂）气氛下，三维生长20～30 纳米后的GaN缓冲层，在1000～1500

下生长4微米厚n-GaN层102，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长多周期的，电子浓度为10¹⁹cm^-3的n-In_0.1Ga_0.9N(2.5nm)/GaN(5nm)超晶格插入层203，超晶格周期数是10，接着生长10个周期In_0.18Ga_0.82N（2.5nm）/GaN(15nm)多量子阱有源区104，在有源区上，在氮气（N₂）气氛下，在750～850

下生长多周期的，空穴浓度为10¹⁸cm^-3的p-In_0.1Ga_0.9N(2.5nm)/GaN(5nm)超晶格插入层205，超晶格周期数是10，最后在H₂气氛下，在950～1040

下生长厚度为生长厚度为200纳米的p-GaN 层106。

采用本发明中技术生长制作的LED芯片显示优异的光电性质，可靠性和稳定性大副度提高。在-2000V人体模式下，抗静电能力良率大于95%，如图3所示。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其描述较为具体和详细，其目的在于使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，因此不能仅以此来限定本发明的专利范围，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，即凡依据本发明所揭示的精神所作的变化，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，采用金属有机化合物气相外延方法，通过在p-i-n LED 有源层近邻两边分别引入高电子浓度和高空穴浓度的插入层，使用三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝作为III族源，氨气作为V族源，硅烷作为n型掺杂源，二茂镁作为p型掺杂源，其特征在于，该方法包括以下步骤：

处理5分钟，然后降低温度，在530～550

，反应室压力 500 torr，在氢气气氛下，三维生长20～30 纳米的GaN缓冲层，再在1000～1500

下生长2～4微米厚n-GaN层；

步骤二，在氮气气氛下，在750～850下生长高电子浓度的n型插入层，接着生长多个周期In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源区，其中0.1≤x≤0.35；在有源区上，在氮气气氛下，在750～850

下生长高空穴浓度的p型插入层；

步骤三，在氢气气氛下，在950～1040

生长p-GaN层。

2.根据权利要求1所述的采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，其特征在于：所述n型插入层采用n-In_yGa_1-yN、 n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N、 n-In_yGa_1-yN/GaN或n-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格n型插入层，所述p型插入层是p-In_zGa_1-zN、p-Al_z1In_z2Ga_1-z1-z2N、p-In_zGa_1-zN/GaN或p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN超晶格（其中0≤y，y1，y2＜x， 0≤z，z1，z2＜x），超晶格周期数是1～20。

3.根据权利要求1所述的采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，其特征在于：所述n型插入层是n-In_yGa_1-yN，所述p型插入层是p-In_zGa_1-zN，其中0≤y＜x， 0≤z＜x，所述n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型插入层厚度是10～100nm；所述p型插入层厚度是10～100nm。

4.根据权利要求1所述的采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，其特征在于：所述n型插入层是n-In_yGa_1-yN/GaN超晶格，所述p型插入层是p-In_zGa_1-zN/GaN 超晶格，其中0≤y＜x， 0≤z＜x，n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型超晶格周期数1～20；所述p型超晶格周期数是1～20。

5.根据权利要求1所述的采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，其特征在于：所述n型插入层是n-Al_y1Ga_1-y1N/In_y2Ga_1-y2N/GaN超晶格，所述p型插入层是p-Al_z1Ga_1-z1N/In_z2Ga_1-z2N/GaN 超晶格，其中0≤y1，y2＜x， 0≤z1，z2＜x，n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型超晶格周期数1～20；所述p型超晶格周期数是1～20。

6.根据权利要求1所述的采用金属有机化合物气相外延技术生长高抗静电能力发光二极管的方法，其特征在于：所述n型插入层是n-Al_y1In_y2Ga_1-y1-y2N，所述p型插入层是p-Al_z1 In_z2Ga_1-z1-z2N，其中0≤y1，y2＜x， 0≤z1，z2＜x，n型插入层电子浓度大于10¹⁹cm^-3， p型插入层空穴浓度要求大于10¹⁸cm^-3，所述n型层厚度10～100nm；所述p型层厚度10～100nm。