CN106252468A - 一种氮化镓基发光二极管外延片的生产方法 - Google Patents

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戴俊
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孙军
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Abstract

一种氮化镓基发光二极管外延片的生产方法，涉及应用在高亮度GaN基LED中p型GaN的生长技术领域。本发明采用低分解温度的有机氮源提供N的前驱物，p型电子阻挡层和p型空穴注入层采用低分解温度的有机氮源在温度500～600℃较低温度下可达到50%以上的分解效率，获得较充足的活性N源，一方面生长温度可以得到降低，避免传统高温生长p型层对有源区的破坏，另一方面利用活性N源在衬底的吸附作用，促进材料的二维平面生长，可有效促进p型层材料晶体质量的改善，改善空穴注入，提高LED内量子效率。

Description

一种氮化镓基发光二极管外延片的生产方法
技术领域
本发明涉及一种应用在高亮度GaN基LED中p型GaN的生长技术领域。
背景技术
LED生长中为了获得高In组分量子阱，多量子阱有源区生长温度一般设定会比p型层低很多，而高温生长的p型层对有源区有破坏作用,影响其晶体质量。现有外延生长技术中一般采用在多量子阱有源区与p型电子阻挡层间生长一层低温p型空穴注入层的方式实现对有源区的保护，而现有外延生长中一般采用NH3作为N前体，NH3具有较高的热稳定性，在较低温度下分解不充分，无法提供充足的活性N源，不利于形成较高晶体质量的p型层，进而影响后续外延生长。
发明内容
本发明目的是提出一种可以解决氮化镓基发光二极管存在的上述p型层问题的一种外延生长生产方法。
本发明在衬底的同一侧依次外延生长低温缓冲层、GaN非掺杂层、n型电子注入层、InGaN/GaN应变多量子阱层、InGaN/GaN多量子阱有源区、p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层，本发明的特点是：在外延生长所述p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层时，采用低分解温度的有机氮源作为N的前驱物。
本发明采用低分解温度的有机氮源提供N的前驱物，p型电子阻挡层和p型空穴注入层采用低分解温度的有机氮源在温度500～600℃较低温度下可达到50%以上的分解效率，获得较充足的活性N源，一方面生长温度可以得到降低，避免传统高温生长p型层对有源区的破坏，另一方面利用活性N源在衬底的吸附作用，促进材料的二维平面生长，可有效促进p型层材料晶体质量的改善，改善空穴注入，提高LED内量子效率。
p型空穴注入层采用表面粗化结构有利于提高出光效率，本发明专利在p型空穴注入层表面生长时，可通过对低温有机氮源的调节，降低N活性体的含量，使金属原子吸附表面的势垒增加，迁移率降低，形成晶核聚集，生长方式表现为岛状三维生长，后通过加大原物料的通入量加快岛状三维薄膜的生长，在二维平面结构p型空穴注入层生长形成三维表面粗化p型空穴注入层，以使p型空穴注入层的表面达到粗化，提供较好的出光效率，以达到提升LED发光效率的目的。
优选地，本发明所述低分解温度的有机氮源为偏二甲肼、叔丁胺或苯基联胺。以上三种低温有机氮源均能实现在低温500～600℃下，达到50%以上的分解效率的特性，并在材料生长中较易实现对N活性体含量的调控。
优选地，所述p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层的生长温度分别设定为800～900℃。该温度范围内，一方面避免高温对多量子阱有源区的破坏作用，另一方面为p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层的生长提供必要的环境温度，促进金属原子的迁移，形成较高晶体质量的。
附图说明
图1为本发明方法制成的一种氮化稼发光二极管外延片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种发光二极管外延片的制作方法, 适用于制备高亮度GaN基LED外延片，该方法包括：
1、在蓝宝石衬底S1上生长一层GaN低温缓冲层S2：生长温度640℃，压力为65000Pa，厚度为30nm，生长N源为NH3，生长气氛为H2 。
2、在GaN低温缓冲层S2上生长GaN非掺杂层S3：生长温度1250℃，压力为40000Pa,生长N源为NH3,生长气氛为H2，厚度约2.8μm。
3、在GaN非掺杂层S3上生长一层n型电子注入层S4：生长温度1200℃，压力20000Pa，厚度约为3μm，掺杂浓度为1×1019cm-3，生长N源为NH3，生长气氛为H2。
4、降低温度并切换到N2气氛条件，在n型电子注入层S4上生长3对InGaN/GaN应变量子阱层S5，生长温度为940℃，压力为30000Pa， 生长N源为NH3，InGaN/GaN厚度分别为2nm/8nm,GaN掺杂浓度为2×1018cm-3,InGaN掺杂浓度为3×1017cm-3。
5、在InGaN/GaN应变多量子阱层S5上生长6对InGaN/GaN多量子阱有源区S6，压力为30000Pa,生长N源为NH3,InGaN/GaN生长温度分别是860℃/940℃。InGaN/GaN厚度分别为3nm/12nm。
6、在InGaN/GaN多量子阱有源区S6上生长p型Al（In）GaN电子阻挡层S7：生长温度860℃，生长压力20000Pa，生长N源为偏二甲肼或叔丁胺或苯基联胺，生长厚度15nm，Al组分为20%，Mg原子浓度为2×1019cm-3。
7、在p型Al（In）GaN电子阻挡层S7上生长p型GaN空穴注入层S8：生长温度820℃，压力为30000Pa，生长N源为偏二甲肼或叔丁胺或苯基联胺，Mg掺杂浓度1×1020cm-3，厚度为70nm。
8、在二维平面结构p型GaN空穴注入层S8上生长三维表面粗化p型GaN空穴注入层S9：生长N源为偏二甲肼或叔丁胺或苯基联胺，流量为4000sccm，提升20%金属有机源用量，在二维平面结构的p型GaN空穴注入层S8表面生长形成厚度为5nm的三维表面粗化p型GaN空穴注入层S9。

Claims (4)

1.一种氮化镓基发光二极管外延片的生产方法，在衬底的同一侧依次外延生长低温缓冲层、GaN非掺杂层、n型电子注入层、InGaN/GaN应变多量子阱层、InGaN/GaN多量子阱有源区、p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层，其特征在于：在外延生长所述p型电子阻挡层和表面粗化p型空穴注入层时，采用低分解温度的有机氮源作为N的前驱物。
2.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片的生产方法，其特征在于：所述低分解温度的有机氮源为偏二甲肼、叔丁胺或苯基联胺。
3.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片的生产方法，其特征在于：所述p型电子阻挡层的生长温度为800～900℃。
4.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片的生产方法，其特征在于：所述表面粗化p型空穴注入层的生长温度为800～900℃。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140969A (zh) * 2006-09-08 2008-03-12 希特隆股份有限公司 化合物半导体器件及其制造方法
CN102832306A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 扬州中科半导体照明有限公司 一种高亮度发光二极管的外延结构及其实现方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140969A (zh) * 2006-09-08 2008-03-12 希特隆股份有限公司 化合物半导体器件及其制造方法
CN102832306A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 扬州中科半导体照明有限公司 一种高亮度发光二极管的外延结构及其实现方法

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