CN102412351A - 提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 - Google Patents
提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102412351A CN102412351A CN2011103306640A CN201110330664A CN102412351A CN 102412351 A CN102412351 A CN 102412351A CN 2011103306640 A CN2011103306640 A CN 2011103306640A CN 201110330664 A CN201110330664 A CN 201110330664A CN 102412351 A CN102412351 A CN 102412351A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- growth
- gan
- temperature
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,该材料依次由蓝宝石衬底层,低温生长的GaN缓冲层,高温生长的不掺杂的u-GaN层,高温生长的n-GaN层,InxGa1-xN/GaN多量子阱层,p-AlyGa1-yN电子阻挡层,p-GaN层和p-GaN接触层组成。在高温生长的n-GaN中间插入一层n-AlzGa1-zN层,形成复合结构,重掺杂的n+-GaN能有效的降低Vf,n-AlzGa1-zN的插入能有效的减少量子阱区的线性位错和V型位错,提高晶体质量,提高发光二极管的抗静电能力,低掺杂的n-GaN作为电流分散层,能有效的提高器件的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够应用于半导体发光二极管,特别是氮化镓基蓝绿光发光二极管中外延材料的生长方法。
背景技术
半导体发光二极管具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保和坚固耐用等优点,在显示屏,背景光源等领域被广泛应用。大功率LED已经被制作成固态照明灯具推向市场,为取代传统照明光源做了很好的尝试。GaN常常被采用金属有机物气相外延法生长,然而由于氮化镓(GaN)外延衬底的缺乏,蓝宝石,硅,碳化硅等常被用作GaN的外延生长衬底材料,这些材料与GaN的晶格失配大并且热膨胀系数差异也较大,因此在外延生长过程中,往往引入了大量的晶格缺陷,如常见的线性位错,V型位错等。通过透射电子显微镜(TEM)发现这些位错往往会沿着晶格通过多量子阱区延伸到外延片的表面,形成穿透位错。实验证明大量的V型位错的存在和器件反向漏电流大有直接的关系,同时器件的静电放电(ESD)忍受能力也会受到影响。
目前用来减少外延片中位错的方法很多,主要有在蓝宝石衬底上形成微结构如纳米空洞等,在不掺杂氮化镓(u-GaN)或者n型掺杂氮化镓(n-GaN)加入铝镓氮/氮化镓(AlGaN/GaN)超晶格结构来减少位错密度。在u-GaN中插入AlGaN/GaN结构能显著的减少外延层中的位错,然而在高亮度的LED器件中,常常需要较高的掺杂以提高载流子浓度,这就需要增加n-GaN的厚度,随着n-GaN厚度的增加必然会引起晶格缺陷密度的增加,会对邻近的多量子阱(MQW)层造成影响。在n-GaN中插入AlGaN和未掺杂的GaN超晶格结构则会增加器件的正向电压(Vf)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,该方法在n-GaN中插入了一层n型掺杂的铝镓氮(n-AlzGa1-zN),整个n型层形成n+-GaN/n-AlzGa1-zN/n+-GaN/n--GaN复合结构,重掺杂的n+-GaN能有效的降低Vf, n-AlzGa1-zN的插入能有有效的减少量子阱区的线性位错和V型位错,提高晶体质量,提高发光二极管的抗静电能力,低掺杂的n--GaN作为电流分散层,能有效的提高器件的寿命。
本发明的技术方案为:一种提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,该发光二极管外延片的结构从下向上依次为,衬底层,氮化镓低温缓冲层,未掺杂的高温氮化镓层,复合n型层,多量子阱结构MQW , p型铝镓氮电子阻挡层,p型氮化镓层,p型氮化镓接触层,复合的n型层中在重掺杂的n+-GaN层和重掺杂n+-GaN层中间插入一层n-AlzGa1-zN层;复合n型层的结构顺序从下往上依次为:重掺杂的n+-GaN层401,n-AlzGa1-zN插入层102,重掺杂n+-GaN层402,低掺杂n--GaN层403。复合n型层中的重掺杂层401掺杂浓度介于1015-1019cm-3之间,厚度介于0.4-1μm之间;重掺杂层掺杂浓度介于1017-1019 cm-3之间,厚度介于0.8-2μm之间,轻掺杂的n-GaN层的掺杂浓度介于1015-1017 cm-3之间,厚度介于0.1-0.5μm之间。复合n型层中n-AlzGa1-zN插入层中,0<z<1,厚度介于0.05-0.2μm之间,Si掺杂浓度介于1015-1017 cm-3之间。
提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,其步骤:⑴.首先将衬底材料在氢气气氛里进行退火1-10分钟,清洁衬底表面,温度控制在1050℃与1180℃之间,然后进行氮化处理。⑵.将温度下降到450℃与600℃之间, 生长15至35 nm厚的低温GaN成核层,此生长过程时,生长压力在400 Torr至600Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500至3000之间。⑶.低温缓冲层生长结束后,对低温缓冲层在原位进行退火处理,退火温度在1000-1200℃之间,时间在5分钟至10分钟之间。⑷.退火之后,将温度调节到1000℃至1200℃之间,生长厚度为0.8μm至2μm之间的u-GaN层,此生长过程时,生长压力在300 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间。⑸.u-GaN 生长结束后,生长一层重掺杂的n+-GaN层,厚度在0.4μm(0.8)至1μm之间,生长温度在1000℃(1075)至1200℃之间,生长压力在50 Torr至(500)760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1017 cm-3-1019 cm-3之间。⑹.n+-GaN层生长结束厚后,生长一层厚度介于10nm至200nm的n-AlzGa1-zN 0<z<1)层,生长温度在800℃(1000)至1100℃之间,生长压力在50 Torr至(100)200 Torr之间。⑺.n-AlzGa1-zN层生长结束后,重复生长步骤5再生长一层厚度在 0.8μm(1.5)至2μm的重掺杂n+-GaN层。⑻.n+-GaN层生长结束后,生长一层低掺杂的n--GaN层,厚度在0.1μm(0.2)至0.5μm之间,生长温度在1000℃(1075)至1200℃之间,生长压力在50 Torr至(200)760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1017 cm-3之间。⑼.n--GaN层生长结束后,开始生长多量子阱结构MQW ,MQW层由6至15个周期的InxGa1-xN/GaN(0<x<0.5)多量子阱组成。阱的厚度在2nm至3nm之间,生长温度在720℃至820℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;垒的厚度在10至25nm之间,生长温度在820℃至920℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间。⑽.6至15个周期的InxGa1-xN/GaN(0<x<0.5) MQW层生长结束后,将温度升至800℃至1080℃之间,生长压力50Torr至200Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比1000至20000之间,生长厚度10nm 至200nm之间的p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层。该层禁带宽度大于最后一个barrier的禁带宽度,可控制在4eV与5.5eV之间。⑾.p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层生长结束后,生长一层厚度在0.1μm至0.8μm之间的p型氮化镓层,其生长温度在850℃至1080℃之间,生长气压在100 Torr-300 Torr之间。⑿.p型氮化镓层结束后,生长一层厚度在0.05-0.3μm的P型接触层,其生长温度在850℃至1050℃之间,生长压力100Torr至300Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比介于1000至20000之间。外延生长结束后,将反应腔的温度降至650至850℃之间,纯氮气氛围中退火处理5至15分钟,然后降至室温,结束外延生长。然后对生长的外延片进行清洗、沉积、光刻和刻蚀等半导体加工工艺制成单颗小尺寸芯片。
本发明的优点在于:在通常的外延结构中常在u-GaN或者n-GaN中插入AlGaN/GaN超晶格结构来减少位错密度。在u-GaN中插入AlGaN/GaN结构不能有效的控制n-GaN中形成的位错,而在n-GaN中插入AlGaN/GaN超晶格结构又会引起器件的Vf升高。本发明在重掺杂的n+-GaN中插入一层厚度介于10-100nm之间的n-AlGaN结构,在靠近MQW层的n-GaN中插入单层n-AlGaN能够有效的减少MQW 区的位错密度,提高器件的ESD。
附图说明
图1为常见的在u-GaN层中插入AlGaN/GaN 超晶格结构的LED结构示意图;
图2是常见的在n-GaN层中插入AlGaN/GaN 超晶格结构的LED结构示意图;
图3是本发明在n-GaN层中插入n-AlGaN得到的复合n型层结构的LED结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本发明:一种提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法做进一步的说明。
实施例1
(1) 首先将衬底材料1在氢气气氛里进行退火1-10分钟,清洁衬底表面,温度控制在1050℃与1180℃之间,然后进行氮化处理;
(2) 将温度下降到450℃与600℃之间,生长15至35nm厚的低温GaN成核层2,此生长过程中,生长压力在400 Torr至600Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500至3000之间。
(3) 低温缓冲层2生长结束后,对低温缓冲层2在原位进行退火处理,退火温度在 1000-1200℃之间,时间在5分钟至10分钟之间;
(4) 退火之后,将温度调节到1000℃至1200℃之间,生长厚度为0.8μm至2μm之间的高温不掺杂的GaN层3,此生长过程时,生长压力在300 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间。
(5) u-GaN 3生长结束后,生长一层重掺杂的n型氮化镓层401,厚度在0.4μm至1μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1019 cm-3之间。
(6) n+-GaN层401生长结束厚后,生长一层10nm的n-AlzGa1-zN(0<z<1)层102,生长温度为800℃,生长压力在80 Torr。
(7) n-AlzGa1-zN层5生长结束后,重复生长步骤5再生长一层厚度在 0.8μm至2μm的重掺杂n+-GaN层402。
(8) n+-GaN层402生长结束后,生长一层低掺杂的n型氮化镓层403,厚度在0.1μm至0.5μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1017 cm-3之间。
(9) n--GaN层403生长结束后,开始生长多量子阱结构MQW 5,MQW层5由6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN多量子阱组成。阱的厚度在2nm至3nm之间,生长温度在720至820℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;垒的厚度在10至25nm之间,生长温度在820至920℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间。
(10) 6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN MQW层5生长结束后,将温度升至800℃至1080℃之间,生长压力50Torr至200Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比1000至20000之间,生长厚度10nm 至200nm之间的P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6。该层禁带宽度大于最后一个barrier的禁带宽度,可控制在4eV与5.5eV之间。
(11) P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6生长结束后,生长一层厚度在0.1μm至0.8μm之间的p型氮化镓层7,其生长温度在850℃至1080℃之间,生长气压在100 Torr-300 Torr之间。
(12) p型氮化镓层7结束后,生长一层厚度在0.05-0.3μm的P型接触层8,其生长温度在850℃至1050℃之间,生长压力100Torr至300Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比介于1000至20000之间。
外延生长结束后,将反应腔的温度降至650℃至850℃之间,纯氮气氛围中退火处理5至15分钟,然后降至室温,结束外延生长。
然后对生长的外延片进行清洗、沉积、光刻和刻蚀等半导体加工工艺制成单颗尺寸大小为10×16 mil的LED芯片。经LED芯片测试,测试电流20mA,单颗小芯片光输出功率为24.5 mW,工作电压3.05V,可抗静电:人体模式5000V。而采用u-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.4V,只可抗静电1000V。采用n-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.2V,只可抗静电1500V。
实施例 2
(1) 首先将衬底材料1在氢气气氛里进行退火1-10分钟,清洁衬底表面,温度控制在1050℃与1180℃之间,然后进行氮化处理;
(2) 将温度下降到450℃与600℃之间,生长15至35nm厚的低温GaN成核层2,此生长过程中,生长压力在400 Torr至600Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500至3000之间。低温缓冲层2生长结束后,对低温缓冲层2在原位进行退火处理,退火温度在1000-1200℃之间,时间在5分钟至10分钟之间;
(3) 退火之后,将温度调节到1000℃至1200℃之间,生长厚度为0.8μm至2μm之间的高温不掺杂的GaN层3,此生长过程时,生长压力在300 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间。
(4) u-GaN 3生长结束后,生长一层重掺杂的n型氮化镓层401,厚度在0.4μm至1μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1019 cm-3之间。
(5) n+-GaN层401生长结束厚后,生长一层厚度为100nm的n-AlzGa1-zN(0<z<1)层102,生长温度为950℃,生长压力为100 Torr。
(6) n-AlzGa1-zN层5生长结束后,重复生长步骤5再生长一层厚度在 0.8μm至2μm的重掺杂n+-GaN层402。
(7) n+-GaN层402生长结束后,生长一层低掺杂的n型氮化镓层403,厚度在0.1μm至0.5μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1017 cm-3之间。
(8) n--GaN层403生长结束后,开始生长多量子阱结构MQW 5,MQW层5由6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN多量子阱组成。阱的厚度在2nm至3nm之间,生长温度在720至820℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;垒的厚度在10至25nm之间,生长温度在820至920℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间。
(9) 6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN MQW层5生长结束后,将温度升至800℃至1080℃之间,生长压力50Torr至200Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比1000至20000之间,生长厚度10nm 至200nm之间的P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6。该层禁带宽度大于最后一个barrier的禁带宽度,可控制在4eV与5.5eV之间。
(10) P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6生长结束后,生长一层厚度在0.1μm至0.8μm之间的p型氮化镓层7,其生长温度在850℃至1080℃之间,生长气压在100 Torr-300 Torr之间。
(11) p型氮化镓层7结束后,生长一层厚度在0.05-0.3μm的P型接触层8,其生长温度在850℃至1050℃之间,生长压力100Torr至300Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比介于1000至20000之间。
外延生长结束后,将反应腔的温度降至650℃至850℃之间,纯氮气氛围中退火处理5至15分钟,然后降至室温,结束外延生长。
然后对生长的外延片进行清洗、沉积、光刻和刻蚀等半导体加工工艺制成单颗尺寸大小为10×16 mil的LED芯片。经LED芯片测试,测试电流20mA,单颗小芯片光输出功率为24.5 mW,工作电压3.05V,可抗静电:人体模式5000V。而采用u-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.4V,只可抗静电1000V。采用n-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.2V,只可抗静电1500V。
实施例 2
(1)首先将衬底材料1在氢气气氛里进行退火1-10分钟,清洁衬底表面,温度控制在1050℃与1180℃之间,然后进行氮化处理;
(2)将温度下降到450℃与600℃之间,生长15至35nm厚的低温GaN成核层2,此生长过程中,生长压力在400 Torr至600Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500至3000之间。
(3) 低温缓冲层2生长结束后,对低温缓冲层2在原位进行退火处理,退火温度在1000-1200℃之间,时间在5分钟至10分钟之间;
(4) 退火之后,将温度调节到1000℃至1200℃之间,生长厚度为0.8μm至2μm之间的高温不掺杂的GaN层3,此生长过程时,生长压力在300 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间。
(5) u-GaN 3生长结束后,生长一层重掺杂的n型氮化镓层401,厚度在0.4μm至1μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1019 cm-3之间。
(6) n+-GaN层401生长结束厚后,生长一层厚度为200nm的n-AlzGa1-zN(0<z<1)层102,生长温度为1100℃,生长压力为200 Torr。
(7) n-AlzGa1-zN层5生长结束后,重复生长步骤5再生长一层厚度在 0.8μm至2μm的重掺杂n+-GaN层402。
(8) n+-GaN层402生长结束后,生长一层低掺杂的n型氮化镓层403,厚度在0.1μm至0.5μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1017 cm-3之间。
(9) n--GaN层403生长结束后,开始生长多量子阱结构MQW 5,MQW层5由6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN多量子阱组成。阱的厚度在2nm至3nm之间,生长温度在720至820℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;垒的厚度在10至25nm之间,生长温度在820至920℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间。
(10) 6至15个周期的InaGa1-aN(0 <a< 1)/GaN MQW层5生长结束后,将温度升至800℃至1080℃之间,生长压力50Torr至200Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比1000至20000之间,生长厚度10nm 至200nm之间的P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6。该层禁带宽度大于最后一个barrier的禁带宽度,可控制在4eV与5.5eV之间。
(11) P型p-AlyGa1-yN(0.1<y<0.5)电子阻挡层6生长结束后,生长一层厚度在0.1μm至0.8μm之间的p型氮化镓层7,其生长温度在850℃至1080℃之间,生长气压在100 Torr-300 Torr之间。
(12) p型氮化镓层7结束后,生长一层厚度在0.05-0.3μm的P型接触层8,其生长温度在850℃至1050℃之间,生长压力100Torr至300Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比介于1000至20000之间。
外延生长结束后,将反应腔的温度降至650℃至850℃之间,纯氮气氛围中退火处理5至15分钟,然后降至室温,结束外延生长。
然后对生长的外延片进行清洗、沉积、光刻和刻蚀等半导体加工工艺制成单颗尺寸大小为10×16 mil的LED芯片。经LED芯片测试,测试电流20mA,单颗小芯片光输出功率为24.5 mW,工作电压3.05V,可抗静电:人体模式5000V。而采用u-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.4V,只可抗静电1000V。采用n-GaN中间插入AlGaN/GaN超晶格结构的外延生长方式,相同芯片制程的单颗小芯片的工作电压为3.2V,只可抗静电1500V。
Claims (5)
1.一种提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,该发光二极管外延片的结构从下向上依次为,衬底层,氮化镓低温缓冲层,未掺杂的高温氮化镓层,复合n型层,多量子阱结构MQW , p型铝镓氮电子阻挡层,p型氮化镓层,p型氮化镓接触层,其特征在于:复合的n型层中在重掺杂的n+-GaN层和重掺杂n+-GaN层中间插入一层n-AlzGa1-zN层;复合n型层的结构顺序从下往上依次为:重掺杂的n+-GaN层(401),n-AlzGa1-zN插入层(102),重掺杂n+-GaN层(402),低掺杂n--GaN层(403)。
2. 根据权利要求1所述的提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,其特征在于:复合n型层中的重掺杂(401)层掺杂浓度介于1015-1019cm-3之间,厚度介于0.4-1μm之间;重掺杂层(402)掺杂浓度介于1017-1019 cm-3之间,厚度介于0.8-2μm之间,轻掺杂的n-GaN层(403)的掺杂浓度介于1015-1017 cm-3之间,厚度介于0.1-0.5μm之间。
3.根据权利要求1所述的提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,其特征在于:复合n型层中n-AlzGa1-zN插入层中,0<z<1,厚度介于0.05-0.2μm之间。
4.根据权利要求1所述的提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,其特征在于:复合n型层中n-AlzGa1-zN插入层中的Si掺杂浓度介于1015-1017 cm-3之间。
5.根据权利要求1所述的提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法,其步骤:
⑴.首先将衬底材料在氢气气氛里进行退火1-10分钟,清洁衬底表面,温度控制在1050℃与1180℃之间,然后进行氮化处理;
⑵.将温度下降到450℃与600℃之间, 生长15至35 nm厚的低温GaN成核层,此生长过程时,生长压力在400 Torr至600Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500至3000之间;
⑶.低温缓冲层生长结束后,对低温缓冲层(2)在原位进行退火处理,退火温度在1000-1200℃之间,时间在5分钟至10分钟之间;
⑷.退火之后,将温度调节到1000℃至1200℃之间,生长厚度为0.8μm至2μm之间的u-GaN层,此生长过程时,生长压力在300 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间;
⑸.u-GaN (3)生长结束后,生长一层重掺杂的n+-GaN层(401),厚度在0.4μm至1μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1017 cm-3-1019 cm-3之间;
⑹.n+-GaN层(401)生长结束厚后,生长一层厚度介于10nm至200nm的n-AlzGa1-zN 0<z<1层,生长温度在800℃至1100℃之间,生长压力在50 Torr至200 Torr之间;
⑺.n-AlzGa1-zN层(102)生长结束后,重复生长步骤5再生长一层厚度在 0.8μm至2μm的重掺杂n+-GaN层;
⑻.n+-GaN层(402)生长结束后,生长一层低掺杂的n--GaN层,厚度在0.1μm至0.5μm之间,生长温度在1000℃至1200℃之间,生长压力在50 Torr至760 Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至3000之间,Si掺杂浓度在1015 cm-3-1017 cm-3之间;
⑼.n--GaN层(403)生长结束后,开始生长多量子阱结构MQW 5,MQW层5由6至15个周期的InxGa1-xN/GaN 0<x<0.5 多量子阱组成;阱的厚度在2nm至3nm之间,生长温度在720℃至820℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;垒的厚度在10至25nm之间,生长温度在820℃至920℃之间,生长压力在100Torr至500Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300至5000之间;
⑽.6至15个周期的InxGa1-xN/GaN 0<x<0.5 MQW层生长结束后,将温度升至800℃至1080℃之间,生长压力50Torr至200Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比1000至20000之间,生长厚度10nm 至200nm之间的p-AlyGa1-yN 0.1<y<0.5电子阻挡层;该层禁带宽度大于最后一个barrier的禁带宽度,可控制在4eV与5.5eV之间;
⑾.p-AlyGa1-yN 0.1<y<0.5电子阻挡层生长结束后,生长一层厚度在0.1μm至0.8μm之间的p型氮化镓层,其生长温度在850℃至1080℃之间,生长气压在100 Torr-300 Torr之间;
⑿.p型氮化镓层结束后,生长一层厚度在0.05-0.3μm的P型接触层,其生长温度在850℃至1050℃之间,生长压力100Torr至300Torr之间,Ⅴ/Ⅲ摩尔比介于1000至20000之间;
外延生长结束后,将反应腔的温度降至650至850℃之间,纯氮气氛围中退火处理5至15分钟,然后降至室温,结束外延生长,
然后对生长的外延片进行清洗、沉积、光刻和刻蚀等半导体加工工艺制成单颗小尺寸芯片。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110330664.0A CN102412351B (zh) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | 提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110330664.0A CN102412351B (zh) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | 提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102412351A true CN102412351A (zh) | 2012-04-11 |
CN102412351B CN102412351B (zh) | 2016-06-22 |
Family
ID=45914314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110330664.0A Active CN102412351B (zh) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | 提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102412351B (zh) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103824912A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-05-28 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种改善GaN基LED反向漏电的外延生长方法 |
CN104576852A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种GaN基LED外延结构的发光量子阱应力调控方法 |
US9130122B2 (en) | 2013-09-06 | 2015-09-08 | Industrial Technology Research Institute | Light emitting diode |
CN105304776A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-02-03 | 南通同方半导体有限公司 | 一种N-GaN层蓝光LED外延结构 |
CN105470358A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-04-06 | 安徽三安光电有限公司 | 一种发光二极管元件及其制备方法 |
CN106129197A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种垂直结构led紫光外延结构及其制备方法 |
CN106206881A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种垂直结构led蓝光外延的制备方法 |
CN106299067A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 南通同方半导体有限公司 | 一种高抗静电能力的led外延结构 |
CN106784211A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 华灿光电(浙江)有限公司 | 一种GaN基发光二极管的外延片及其制造方法 |
CN108400205A (zh) * | 2017-02-06 | 2018-08-14 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体发光元件的制造方法 |
CN109860361A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-06-07 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种led外延结构及其制备方法、led芯片 |
CN111261755A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-09 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种led外延生长方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040125839A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor optoelectronic device |
CN101026217A (zh) * | 2006-02-20 | 2007-08-29 | 夏普株式会社 | 氮化物半导体发光装置及其制造方法 |
US20070241353A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III intride semiconductor light emitting element |
CN101212000A (zh) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | 上海蓝光科技有限公司 | 发光二极管器件结构及其制作方法 |
CN101404315A (zh) * | 2007-10-02 | 2009-04-08 | 艾比维利股份有限公司 | Ⅲ族氮化物半导体发光器件 |
CN101752480A (zh) * | 2008-12-16 | 2010-06-23 | 大连路美芯片科技有限公司 | 一种氮化镓基led外延片及其生长方法 |
-
2011
- 2011-10-27 CN CN201110330664.0A patent/CN102412351B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040125839A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor optoelectronic device |
CN101026217A (zh) * | 2006-02-20 | 2007-08-29 | 夏普株式会社 | 氮化物半导体发光装置及其制造方法 |
US20070241353A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III intride semiconductor light emitting element |
CN101212000A (zh) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | 上海蓝光科技有限公司 | 发光二极管器件结构及其制作方法 |
CN101404315A (zh) * | 2007-10-02 | 2009-04-08 | 艾比维利股份有限公司 | Ⅲ族氮化物半导体发光器件 |
CN101752480A (zh) * | 2008-12-16 | 2010-06-23 | 大连路美芯片科技有限公司 | 一种氮化镓基led外延片及其生长方法 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9130122B2 (en) | 2013-09-06 | 2015-09-08 | Industrial Technology Research Institute | Light emitting diode |
CN103824912A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-05-28 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种改善GaN基LED反向漏电的外延生长方法 |
CN105304776A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-02-03 | 南通同方半导体有限公司 | 一种N-GaN层蓝光LED外延结构 |
CN104576852A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种GaN基LED外延结构的发光量子阱应力调控方法 |
CN106299067A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 南通同方半导体有限公司 | 一种高抗静电能力的led外延结构 |
CN105470358A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-04-06 | 安徽三安光电有限公司 | 一种发光二极管元件及其制备方法 |
CN106206881A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种垂直结构led蓝光外延的制备方法 |
CN106129197A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种垂直结构led紫光外延结构及其制备方法 |
CN106206881B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-02-12 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种垂直结构led蓝光外延的制备方法 |
CN106784211A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 华灿光电(浙江)有限公司 | 一种GaN基发光二极管的外延片及其制造方法 |
CN108400205A (zh) * | 2017-02-06 | 2018-08-14 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体发光元件的制造方法 |
CN109860361A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-06-07 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种led外延结构及其制备方法、led芯片 |
CN111261755A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-09 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种led外延生长方法 |
CN111261755B (zh) * | 2020-03-19 | 2021-06-01 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种led外延生长方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102412351B (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102412351B (zh) | 提高ESD的复合n-GaN层结构的制备方法 | |
US7709284B2 (en) | Method for deposition of magnesium doped (Al, In, Ga, B)N layers | |
CN102368519B (zh) | 一种提高半导体二极管多量子阱发光效率的方法 | |
US6989287B2 (en) | Method for producing nitride semiconductor, semiconductor wafer and semiconductor device | |
CN101593804B (zh) | GaN基多量子阱结构的高亮度发光二极管及其制备方法 | |
US10665753B2 (en) | Vertical-type ultraviolet light-emitting diode | |
EP2270879B1 (en) | Nitride semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof | |
EP1636858A1 (en) | A light emitting device using nitride semiconductor and fabrication method of the same | |
CN102931303A (zh) | 外延结构及其生长方法 | |
CN103824908B (zh) | 一种提高GaN基LED静电耐受能力的外延生长方法 | |
CN116581217B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
CN103824912A (zh) | 一种改善GaN基LED反向漏电的外延生长方法 | |
CN116825918B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法 | |
CN103258927A (zh) | 一种提高GaN基LED抗静电能力的外延结构及其生长方法 | |
CN108231964B (zh) | 一种提高发光二极管内量子效率的方法 | |
CN103337571A (zh) | 改善GaN基外延片内波长集中度的外延结构及生长方法 | |
CN117410405A (zh) | 深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外led | |
Zhou et al. | III-Nitride LEDs: From UV to Green | |
CN109686823B (zh) | 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制作方法 | |
CN103872204A (zh) | 一种具有循环结构的p型插入层及生长方法 | |
CN114220891B (zh) | 半导体器件的外延片及其制作方法和应用 | |
CN114141918B (zh) | 适用于大电流条件工作的发光二极管外延结构及制备方法 | |
CN216450669U (zh) | 外延片及半导体发光器件 | |
CN115483324A (zh) | 半导体发光元件及其制备方法 | |
Lin et al. | Influence of thickness of p-InGaN layer on the device physics and material qualities of GaN-based LEDs with p-GaN/InGaN heterojunction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160801 Address after: Su Zhen Xu Feng Cun 322000 Zhejiang city of Yiwu province (Zhejiang four Tatsu tool limited company) Patentee after: HC semitek (Zhejiang) Co., Ltd. Address before: 430223 Binhu Road, East Lake New Technology Development Zone, Hubei, China, No. 8, No. Patentee before: HC SemiTek Corporation |