CN109860344B - 一种led外延量子阱生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED外延量子阱生长方法，包括步骤：处理蓝宝石衬底；在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛；在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层；在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层；在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层；在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层；以及降温冷却。本发明的生长方法，可以有效地提升LED的发光效率，还可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且使外延层表面变得平整，外观更好。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，更具体地，涉及一种LED外延量子阱生长方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其量子阱内复合而发出单色光。LED作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性、色彩丰富等优点。目前国内生产LED的规模正在逐步扩大，但是LED仍然存在发光效率低下的问题，影响LED的节能效果。
目前传统的LED外延InGaN/GaN多量子阱层生长方法中，InGaN/GaN多量子阱层品质不高，量子阱发光区辐射效率低下，严重阻碍了LED发光效率的提高，影响LED的节能效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LED外延量子阱生长方法，解决现有LED外延生长方法中存在的量子阱发光辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并减少外延片翘曲，提高产品良率。
本发明提供了一种LED外延量子阱生长方法，包括步骤：
处理蓝宝石衬底；
在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛；
在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层；
在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层；
在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温Inx2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温Inx3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
控制反应腔压力在200-280mbar之间，反应腔温度在500-580℃之间，通入20000-30000sccm的NH3、200-300sccm的TEGa、60-90sccm的SiH4以及1300-1400sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝60-80nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1000-1100℃，稳定TMIn的流量为1300-1400sccm，生长厚度为D2的高温Inx2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝72-104nm，其中D2＝(1.2-1.3)D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入150-200sccm的TMGa、200-250L/min的N2及6000-8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1-900:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝4-6nm；
周期性生长所述高温Inx2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为2-4；
将反应腔温度降低至550-600℃，保持反应腔压力不变，通入20000-30000sccm的NH3、200-300sccm的TEGa、60-90sccm的SiH4以及1300-1400sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4E+20-5E+20atoms/cm3，D4＝D2-(10-20)nm，且x3＝x2-0.02；
保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入150-200sccm的TMGa、200-250L/min的N2及6000-8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1-900:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝(1.1-1.3)D3；
周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为3-5；
维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为220-300L/min的N2和20-40L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行10-15s的高温退火处理；
在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层；
在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层；
以及降温冷却。
优选地，所述处理蓝宝石衬底，进一步为，在温度为620-650℃，反应腔压力为100-300mbar，通入100-130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。
优选地，所述在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，进一步为，
在温度为500-600℃，反应腔压力为300-600mbar，通入10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为20-40nm；
在温度为1000-1100℃、反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、100-130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
优选地，所述在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层，进一步为，在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为2-4μm。
优选地，所述在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为，保持反应腔压力300-600mbar，保持反应腔温度在1000-1200℃之间，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长3-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3。
优选地，所述在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层，进一步为，在反应腔温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、以及1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
优选地，所述在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层，进一步为，在反应腔温度为950-1000℃，反应腔压力为400-900mbar，通入50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50-200nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/cm3。
优选地，所述降温冷却，进一步为，在温度为650-680℃的条件下保温20-30min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
与现有技术相比，本发明提供的LED外延量子阱生长方法，至少实现了如下的有益效果：
本发明生长多量子阱时先生长掺杂Si的In x1Ga(1-x1)N过渡层，可以阻挡前期晶格失配产生的缺陷向上延伸，从而降低位错密度，提高晶体质量，LED的亮度、漏电、抗静电等性能得到改善；
本发明的量子阱生长方法，能够有效地提升空穴的浓度，提高电子与空穴的复合几率，且该生长方式有利于提高In的掺杂效率，有利于在量子阱中形成富铟区域，使载流子容易被这些富铟区域捕获，产生辐射复合，从而提高发光效率；
本发明采用先高温周期性生长的方式，再低温周期性生长的方式使整个量子阱层形成了梯度的电容结构，可以更好的达到限流作用，极大程度地减少了大电流密度下的发光衰减效应；
本发明在生长多量子阱层过程中控制Si和In掺杂浓度以及温度有规律性地变化，能够提高多量子阱内部外延层之间的晶格匹配度，因此能够减少在生长多量子阱层时存在的应力，在此基础上继续生长AlGaN电子阻挡层时，整个外延材料达到完全弛豫的状态，从而快验消除了LED外延材料生长过程中晶格失配带来的应力，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率。
本发明量子阱生长过程中通过控制氮原子与镓原子的摩尔比实现对氮原子和镓原子二维生长过程的控制，从而使外延层表面变得平整；
本发明通过短暂的退火处理，使得量子阱层各原子在氮气、氢气和热的共同作用下得到新的规则排列，获得整齐的表面，有利于外延材料的继续生长，并使得整个外延层表面更加平整，表面的六角缺陷更少，外观质量表现优良。本发明通过退火可以改善了量子阱中铟的分布不均匀性，从而改善LED发光器件的外量子效率，增加光输出功率；
通过本发明的生长方法，可以有效地提升LED的发光效率，还可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且使外延层表面变得平整，外观更好。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例1提供的LED外延量子阱生长方法流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本实施例采用本发明提供的LED外延量子阱生长方法，采用VECOO K465i型号MOCVD来生长高亮度GaN基LED外延片，采用高纯H2或高纯N2或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，金属有机源三甲基镓(TMGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，N型掺杂剂为硅烷(SiH4)，三甲基铝(TMAl)作为铝源，P型掺杂剂为二茂镁(CP2Mg)，反应压力在70mbar到900mbar之间。
实施例1：
结合图1，本实施例提供了一种LED外延量子阱生长方法，具体步骤如下：
步骤101，处理蓝宝石衬底：
在温度为620℃，反应腔压力为100mbar，通入100L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5分钟。
步骤102，在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，具体步骤如下：
1)：在温度为500℃，反应腔压力为300mbar，通入10000sccm的NH3、50sccm的TMGa、100L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为20nm；
2)在温度为1000℃、反应腔压力为300mbar，通入30000sccm的NH3、100L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
步骤103，在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层：
在温度为1000℃，反应腔压力为300mbar，通入30000sccm的NH3、200sccm的TMGa、100L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为2μm。
步骤104，在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层：
保持反应腔压力300mbar，保持反应腔温度在1000℃之间，通入流量为30000sccm的NH3、200sccm的TMGa、100L/min的H2及20sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长3μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18 atoms/cm3。
步骤105，在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温In x2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
a)控制反应腔压力在200mbar之间，反应腔温度在500℃之间，通入20000sccm的NH3、200sccm的TEGa、60sccm的SiH4以及1300sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝60nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
本发明生长多量子阱时先生长掺杂Si的In x1Ga(1-x1)N过渡层，可以阻挡前期晶格失配产生的缺陷向上延伸，从而降低位错密度，提高晶体质量，LED的亮度、漏电、抗静电等性能得到改善；
b)保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1000℃，稳定TMIn的流量为1300sccm，生长厚度为D2的高温In x2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝72nm，其中D2＝1.2D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
c)保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入150-200sccm的TMGa、200L/min的N2及6000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝4nm；
重复上述步骤b)和c)，周期性生长所述高温In x2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为2；
在生长多量子阱层过程中控制Si和In掺杂浓度以及温度有规律性地变化，能够提高多量子阱内部外延层之间的晶格匹配度，因此能够减少在生长多量子阱层时存在的应力。在此基础上继续生长AlGaN电子阻挡层时，整个外延材料达到完全弛豫的状态，从而快验消除了LED外延材料生长过程中晶格失配带来的应力，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率。
d)将反应腔温度降低至550℃，保持反应腔压力不变，通入20000sccm的NH3、200sccm的TEGa、60sccm的SiH4以及1300sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4E+20atoms/cm3，D4＝D2-10nm，且x3＝x2-0.02；
e)保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入150sccm的TMGa、200L/min的N2及6000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝1.1D3；
重复上述步骤d)和e)，周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为3；
量子阱生长过程中通过控制氮原子与镓原子的摩尔比实现对氮原子和镓原子二维生长过程的控制，从而使外延层表面变得平整；
f)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为220L/min的N2和20L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行10s的高温退火处理；
本发明通过短暂的退火处理，使得量子阱层各原子在氮气、氢气和热的共同作用下得到新的规则排列，获得整齐的表面，有利于外延材料的继续生长，并使得整个外延层表面更加平整，表面的六角缺陷更少，外观质量表现优良。本发明通过退火可以改善了量子阱中铟的分布不均匀性，从而改善LED发光器件的外量子效率，增加光输出功率；
本发明采用先高温周期性生长的方式，再低温周期性生长的方式使整个量子阱层形成了梯度的电容结构，可以更好的达到限流作用，极大程度地减少了大电流密度下的发光衰减效应。
步骤106，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层：
在反应腔温度为900℃，反应腔压力为200mbar，通入50000sccm的NH3、30sccm的TMGa、100L/min的H2、100sccm的TMAl、以及1000sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3。
步骤107，在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层：
在反应腔温度为950℃，反应腔压力为400mbar，通入50000sccm的NH3、20sccm的TMGa、100L/min的H2、1000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3。
以及步骤108，降温冷却：
在温度为650℃的条件下保温20min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
通过本发明的生长方法，可以有效地提升LED的发光效率，还可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且使外延层表面变得平整，外观更好。
实施例2：
本实施例又提供了一种LED外延量子阱生长方法，具体步骤如下：
步骤201，处理蓝宝石衬底：
在温度为650℃，反应腔压力为300mbar，通入130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底10分钟。
步骤202，在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，具体步骤如下：
1)：在温度为600℃，反应腔压力为600mbar，通入20000sccm的NH3、100sccm的TMGa、130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为40nm；
2)在温度为1100℃、反应腔压力为600mbar，通入40000sccm的NH3、130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
步骤203，在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层：
在温度为1200℃，反应腔压力为600mbar，通入40000sccm的NH3、400sccm的TMGa、130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为4μm。
步骤204，在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层：
保持反应腔压力600mbar，保持反应腔温度在1200℃之间，通入流量为60000sccm的NH3、400sccm的TMGa、130L/min的H2及50sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度1E19atoms/cm3。
步骤205，在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温In x2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
a)控制反应腔压力在280mbar之间，反应腔温度在580℃之间，通入30000sccm的NH3、300sccm的TEGa、90sccm的SiH4以及1400sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝80nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
b)保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1100℃，稳定TMIn的流量为1400sccm，生长厚度为D2的高温In x2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝104nm，其中D2＝1.3D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
c)保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入200sccm的TMGa、250L/min的N2及8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为900:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝6nm；
重复上述步骤b)和c)，周期性生长所述高温In x2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为4；
d)将反应腔温度降低至600℃，保持反应腔压力不变，通入30000sccm的NH3、300sccm的TEGa、90sccm的SiH4以及1400sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为5E+20atoms/cm3，D4＝D2-20nm，且x3＝x2-0.02；
e)保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入200sccm的TMGa、250L/min的N2及8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为900:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝1.3D3；
重复上述步骤d)和e)，周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为5；
f)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为300L/min的N2和40L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行15s的高温退火处理；
步骤206，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层：
在反应腔温度为950℃，反应腔压力为400mbar，通入70000sccm的NH3、60sccm的TMGa、130L/min的H2、130sccm的TMAl、以及1300sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E20atoms/cm3。
步骤207，在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层：
在反应腔温度为1000℃，反应腔压力为900mbar，通入70000sccm的NH3、100sccm的TMGa、130L/min的H2、3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为200nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E20atoms/cm3。
以及步骤208，降温冷却：
在温度为680℃的条件下保温30min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
实施例3：
本实施例又提供了一种LED外延量子阱生长方法，具体步骤如下：
步骤301，处理蓝宝石衬底：
在温度为635℃，反应腔压力为200mbar，通入120L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底7分钟。
步骤302，在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，具体步骤如下：
1)：在温度为550℃，反应腔压力为450mbar，通入15000sccm的NH3、75sccm的TMGa、115L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为30nm；
2)在温度为1050℃、反应腔压力为450mbar，通入35000sccm的NH3、115L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
步骤303，在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层：
在温度为1100℃，反应腔压力为450mbar，通入35000sccm的NH3、300sccm的TMGa、115L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为3μm。
步骤304，在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层：
保持反应腔压力450mbar，保持反应腔温度在1100℃之间，通入流量为45000sccm的NH3、300sccm的TMGa、115L/min的H2及35sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长3-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度7.5E18atoms/cm3。
步骤305，在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温In x2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
a)控制反应腔压力在240mbar之间，反应腔温度在540℃之间，通入25000sccm的NH3、250sccm的TEGa、75sccm的SiH4以及1350sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝70nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
b)保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1050℃，稳定TMIn的流量为1350sccm，生长厚度为D2的高温In x2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝88nm，其中D2＝1.25D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
c)保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入175sccm的TMGa、225L/min的N2及7000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为850:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝5nm；
重复上述步骤b)和c)，周期性生长所述高温In x2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为3；
d)将反应腔温度降低至575℃，保持反应腔压力不变，通入25000sccm的NH3、250sccm的TEGa、75sccm的SiH4以及1350sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4.5E+20atoms/cm3，D4＝D2-15nm，且x3＝x2-0.02；
e)保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入175sccm的TMGa、225L/min的N2及7000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为850:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝1.2D3；
重复上述步骤d)和e)，周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为4；
f)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为260L/min的N2和30L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行13s的高温退火处理；
步骤306，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层：
在反应腔温度为925℃，反应腔压力为300mbar，通入60000sccm的NH3、45sccm的TMGa、115L/min的H2、115sccm的TMAl、以及1150sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为50nm，其中，Mg掺杂的浓度为5E19atoms/cm3。
步骤307，在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层：
在反应腔温度为975℃，反应腔压力为650mbar，通入60000sccm的NH3、60sccm的TMGa、115L/min的H2、2000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为125nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度5E19atoms/cm3。
以及步骤108降温冷却：
在温度为665℃的条件下保温25min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
实施例4：
本实施例又提供了一种LED外延量子阱生长方法，具体步骤如下：
步骤401，处理蓝宝石衬底：
在温度为630℃，反应腔压力为120mbar，通入120L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底6分钟。
步骤402，在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，具体步骤如下：
1)：在温度为520℃，反应腔压力为320mbar，通入11000sccm的NH3、60sccm的TMGa、120L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为25nm；
2)在温度为1010℃、反应腔压力为320mbar，通入31000sccm的NH3、120L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
步骤403，在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层：
在温度为1010℃，反应腔压力为320mbar，通入31000sccm的NH3、250sccm的TMGa、120L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为2μm。
步骤404，在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层：
保持反应腔压力320mbar，保持反应腔温度在1010℃之间，通入流量为40000sccm的NH3、250sccm的TMGa、120L/min的H2及25sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长3μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5.2E18atoms/cm3。
步骤405，在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温In x2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
a)控制反应腔压力在210mbar之间，反应腔温度在510℃之间，通入21000sccm的NH3、210sccm的TEGa、65sccm的SiH4以及1310sccmTMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝65nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
b)保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1010℃，稳定TMIn的流量为1310sccm，生长厚度为D2的高温In x2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝80nm，其中D2＝1.2D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
c)保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入160sccm的TMGa、210L/min的N2及6100sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为810:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝4nm；
重复上述步骤b)和c)，周期性生长所述高温In x2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为2；
d)将反应腔温度降低至560℃，保持反应腔压力不变，通入21000sccm的NH3、210sccm的TEGa、65sccm的SiH4以及1310sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4.2E+20atoms/cm3，D4＝D2-12nm，且x3＝x2-0.02；
e)保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入160sccm的TMGa、210L/min的N2及6100sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为810:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝1.1D3；
重复上述步骤d)和e)，周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为3；
f)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为240L/min的N2和25L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行11s的高温退火处理；
步骤406，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层：
在反应腔温度为910℃，反应腔压力为250mbar，通入51000sccm的NH3、35sccm的TMGa、120L/min的H2、120sccm的TMAl、以及1100sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为45nm，其中，Mg掺杂的浓度为2E19atoms/cm3。
步骤407，在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层：
在反应腔温度为9600℃，反应腔压力为500mbar，通入51000sccm的NH3、30sccm的TMGa、120L/min的H2、1100sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为60nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度2E19atoms/cm3。
以及步骤408，降温冷却：
在温度为660℃的条件下保温22min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
实施例5：
本实施例又提供了一种LED外延量子阱生长方法，具体步骤如下：
步骤501，处理蓝宝石衬底：
在温度为640℃，反应腔压力为280mbar，通入125L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底9分钟。
步骤502，在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，具体步骤如下：
1)：在温度为580℃，反应腔压力为560mbar，通入19000sccm的NH3、90sccm的TMGa、125L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为35nm；
2)在温度为1090℃、反应腔压力为560mbar，通入39000sccm的NH3、125L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
步骤503，在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层：
在温度为1190℃，反应腔压力为560mbar，通入39000sccm的NH3、350sccm的TMGa、125L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为4μm。
步骤504，在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层：
保持反应腔压力560mbar，保持反应腔温度在1190℃之间，通入流量为59000sccm的NH3、350sccm的TMGa、125L/min的H2及45sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度9E18atoms/cm3。
步骤505，在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温In x2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
a)控制反应腔压力在270mbar之间，反应腔温度在570℃之间，通入29000sccm的NH3、290sccm的TEGa、80sccm的SiH4以及1390sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝75nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
b)保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1090℃，稳定TMIn的流量为1390sccm，生长厚度为D2的高温In x2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝95nm，其中D2＝1.3D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
c)保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入190sccm的TMGa、245L/min的N2及7500sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为880:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝6nm；
重复上述步骤b)和c)，周期性生长所述高温In x2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为4；
d)将反应腔温度降低至590℃，保持反应腔压力不变，通入29000sccm的NH3、290sccm的TEGa、80sccm的SiH4以及1390sccm TMIn，生长厚度为D4的低温In x3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4E+20-5E+20atoms/cm3，D4＝D2-18nm，且x3＝x2-0.02；
e)保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入190sccm的TMGa、200-250L/min的N2及7500sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为880:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝(1.1-1.3)D3；
重复上述步骤d)和e)，周期性生长所述低温In x3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为5；
f)维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为290L/min的N2和35L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行14s的高温退火处理；
步骤506，在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层：
在反应腔温度为940℃，反应腔压力为350mbar，通入65000sccm的NH3、55sccm的TMGa、125L/min的H2、125sccm的TMAl、以及1280sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为55nm，其中，Mg掺杂的浓度为9E19atoms/cm3。
步骤507，在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层：
在反应腔温度为9900℃，反应腔压力为850mbar，通入65000sccm的NH3、90sccm的TMGa、125L/min的H2、2800sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为180nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度9E19atoms/cm3。
以及步骤508，降温冷却：
在温度为670℃的条件下保温28min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
对比试验：
对比试验采用现有技术中LED量子阱生长方法：
步骤1：在温度为620-650℃，反应腔压力为100-300mbar，通入100-130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。
步骤2：在温度为500-600℃，反应腔压力为300-600mbar，通入10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温缓冲层GaN，所述低温GaN缓冲层的厚度为20-40nm；
在温度为1000-1100℃、反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的H2的条件下，在所述低温缓冲层GaN上形成所述不规则小岛。
步骤3：在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，生长的所述非掺杂GaN层；所述非掺杂GaN层的厚度为2-4μm。
步骤4：保持反应腔压力300mbar-600mbar，保持温度1000℃-1200℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H2及20sccm-50sccm的SiH4，持续生长3μm-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3-1E19atoms/cm3。
步骤5：生长多量子阱层。
(1)保持反应腔内压力为300～400mbar、温度为700～750℃，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～40sccm的TMGa、1500～2000sccm的TMIn、100～130L/min的N2，持续生长厚度为2.5～3.5nm的掺杂In的InXGa(1-X)N阱层，其中X＝0.20～0.25；
(2)保持反应腔内压力为300～400mbar、温度为750～850℃，通入流量为50000～70000sccm的NH3、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的N2，持续生长厚度为8～15nm的GaN垒层；
周期性交替生长InXGa(1-X)N阱层和GaN磊层，总周期数为7～15。
步骤6：在温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤7：在温度为950-1000℃，反应腔压力为400-900mbar，通入50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50-200nm的Mg掺杂P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm3-1E20atoms/cm3。
步骤8：在温度为650-680℃的条件下保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
根据本发明实施例3中的方法和对比试验中的方法分别制得样品1和样品2，样品1和样品2在相同的前工艺条件下镀ITO层约150nm，相同的条件下镀Cr/Pt/Au电极约1500nm，相同的条件下镀保护层SiO2约100nm，然后在相同的条件下将样品研磨切割成635μm*635μm(25mil*25mil)的芯片颗粒，之后将样品1和样品2在相同位置各自挑选100颗晶粒，在相同的封装工艺下，封装成白光LED。采用积分球在驱动电流350mA条件下测试样品1和样品2的光电性能。
表1样品1和样品2的电性参数比较结果
将积分球获得的数据进行分析对比，从表1中可以看出，本发明提供的LED外延生长方法制备的LED(样品1)发光效率得到明显提升，并且电压、反向电压、漏电、抗静电能力等其它各项LED电性参数变好，是因为本专利技术方案解决了现有LED存在的量子阱发光辐射复合效率低下的问题，从而提高LED的发光效率，并改善其它LED光电性能。
对外延片样品1和样品2的翘曲度BOW值数据(um)进行统计，样品1翘曲度平均值为5.0um，样品2翘曲度平均值为6.4um，本发明方法制作的LED外延片样品的翘曲度明显要小，这说明本发明方法能够明显减少外延片翘曲，提高产品合格率。
另外，对样品1、2的外观良率进行统计，样品1中表面存在六角缺陷和凹型坑的比例为0.23％，样品2中表面存在六角缺陷和凹型坑的比例为0.75％，这说明本发明方法能够显著改善外延片表面的外观质量。
通过上述实施例可知，本发明提供的LED外延量子阱生长方法，至少实现了如下的有益效果：
本发明生长多量子阱时先生长掺杂Si的In x1Ga(1-x1)N过渡层，可以阻挡前期晶格失配产生的缺陷向上延伸，从而降低位错密度，提高晶体质量，LED的亮度、漏电、抗静电等性能得到改善；
本发明的量子阱生长方法，能够有效地提升空穴的浓度，提高电子与空穴的复合几率，且该生长方式有利于提高In的掺杂效率，有利于在量子阱中形成富铟区域，使载流子容易被这些富铟区域捕获，产生辐射复合，从而提高发光效率；
本发明采用先高温周期性生长的方式，再低温周期性生长的方式使整个量子阱层形成了梯度的电容结构，可以更好的达到限流作用，极大程度地减少了大电流密度下的发光衰减效应；
本发明在生长多量子阱层过程中控制Si和In掺杂浓度以及温度有规律性地变化，能够提高多量子阱内部外延层之间的晶格匹配度，因此能够减少在生长多量子阱层时存在的应力，在此基础上继续生长AlGaN电子阻挡层时，整个外延材料达到完全弛豫的状态，从而快验消除了LED外延材料生长过程中晶格失配带来的应力，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率。
本发明量子阱生长过程中通过控制氮原子与镓原子的摩尔比实现对氮原子和镓原子二维生长过程的控制，从而使外延层表面变得平整；
本发明通过短暂的退火处理，使得量子阱层各原子在氮气、氢气和热的共同作用下得到新的规则排列，获得整齐的表面，有利于外延材料的继续生长，并使得整个外延层表面更加平整，表面的六角缺陷更少，外观质量表现优良。本发明通过退火可以改善了量子阱中铟的分布不均匀性，从而改善LED发光器件的外量子效率，增加光输出功率；
通过本发明的生长方法，可以有效地提升LED的发光效率，还可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且使外延层表面变得平整，外观更好。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种LED外延量子阱生长方法，其特征在于，包括步骤：
处理蓝宝石衬底；
在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛；
在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层；
在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层；
在所述掺杂Si的N型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括高温Inx2Ga(1-x2)N阱层、高温GaN垒层、低温Inx3Ga(1-x3)N阱层、和低温GaN垒层，生长步骤包括：
控制反应腔压力在200-280mbar之间，反应腔温度在500-580℃之间，通入20000-30000sccm的NH3、200-300sccm的TEGa、60-90sccm的SiH4以及1300-1400sccm TMIn，生长厚度为D1的掺杂Si的Inx1Ga(1-x1)N过渡层，D1＝60-80nm，其中Si掺杂浓度以每秒减少1E+17atoms/cm3的速度从4E+19atoms/cm3线性渐变减少为2E+19atoms/cm3；
保持反应腔压力、NH3的流量、以及TEGa的流量不变，升高反应腔温度至1000-1100℃，稳定TMIn的流量为1300-1400sccm，生长厚度为D2的高温Inx2Ga(1-x2)N阱层，In掺杂浓度从5E+20atoms/cm3渐变减少至4E+20atoms/cm3，D2＝72-104nm，其中D2＝(1.2-1.3)D1，x1和x2的范围均在0.26-0.32之间，且x2＝x1+0.01；
保持反应腔压力、和反应腔温度不变，通入150-200sccm的TMGa、200-250L/min的N2及6000-8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1-900:1，生长过程中控制反应腔内的温度以每秒降低0.4-0.5℃的速度从1100℃渐变降低至1020℃，生长厚度为D3的高温GaN垒层，D3＝4-6nm；
周期性生长所述高温Inx2Ga(1-x2)N阱层、和所述高温GaN垒层，生长周期数为2-4；
将反应腔温度降低至550-600℃，保持反应腔压力不变，通入20000-30000sccm的NH3、200-300sccm的TEGa、60-90sccm的SiH4以及1300-1400sccm TMIn，生长厚度为D4的低温Inx3Ga(1-x3)N阱层，In掺杂浓度为4E+20-5E+20atoms/cm3，D4＝D2-(10-20)nm，且x3＝x2-0.02；
保持反应腔压力和反应腔温度不变，通入150-200sccm的TMGa、200-250L/min的N2及6000-8000sccm的NH3，且氮原子与镓原子的摩尔比控制为800:1-900:1，生长厚度D5的低温GaN垒层，D5＝(1.1-1.3)D3；
周期性生长所述低温Inx3Ga(1-x3)N阱层、和所述低温GaN垒层，生长周期数为3-5；
维持反应腔压力不变，将反应腔的温度升高到980℃，通入流量为220-300L/min的N2和20-40L/min的H2，且退火过程中控制温度从980℃渐变增加至1050℃，在氮气和氢气氛围下对所述多量子阱层进行10-15s的高温退火处理；
在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层；
在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层；
以及降温冷却。
2.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述处理蓝宝石衬底，进一步为，在温度为620-650℃，反应腔压力为100-300mbar，通入100-130L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。
3.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述在所述蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层，并对所述低温GaN缓冲层进行处理使得在所述低温GaN缓冲层上形成不规则小岛，进一步为，
在温度为500-600℃，反应腔压力为300-600mbar，通入10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长所述低温GaN缓冲层，所述低温GaN缓冲层的厚度为20-40nm；
在温度为1000-1100℃、反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、100-130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上形成所述不规则小岛。
4.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述在所述低温GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层，进一步为，在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2的条件下，在所述低温GaN缓冲层上生长所述非掺杂GaN层，所述非掺杂GaN层的厚度为2-4μm。
5.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述在所述非掺杂GaN层上生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为，保持反应腔压力300-600mbar，保持反应腔温度在1000-1200℃之间，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4，在所述非掺杂GaN层持续生长3-4μm掺杂Si的N型GaN，其中，Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3。
6.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述在所述多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层，进一步为，在反应腔温度为900-950℃，反应腔压力为200-400mbar，通入50000-70000sccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的H2、100-130sccm的TMAl、以及1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，在所述多量子阱层上生长所述AlGaN电子阻挡层，所述AlGaN层的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
7.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述在所述AlGaN电子阻挡层上生长掺杂Mg的P型GaN层，进一步为，在反应腔温度为950-1000℃，反应腔压力为400-900mbar，通入50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、1000-3000sccm的Cp2Mg的条件下，生长厚度为50-200nm的掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/cm3。
8.根据权利要求1所述的LED外延量子阱生长方法，其特征在于，所述降温冷却，进一步为，在温度为650-680℃的条件下保温20-30min，然后关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
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