CN111048630A - 一种深紫外led芯片制造方法 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种深紫外LED芯片制造方法，所述方法包括：对超晶格生长层中的Al组份进行精确控制，以实现AlXGa1‑XN/AlYGa1‑YN结构中Al组份渐变的生长方式。在生长过程中，对生长温度和生长压力进行单一循环周期内稳定，周期间逐步降温、升压的方式，控制超晶格缓冲层的生长，从而获得低穿透位错密度和生长无龟裂高晶体质量的AlGaN外延层，并且在n型AlGaN生长过程中使用SiH4高低浓度掺杂周期渐变的生长方式，有效解决了连续不变浓度SiH4掺杂造成的AlGaN晶体质量下降的问题，从而为高光功率输出的UVC‑LED外延结构提供高质量低开裂的N型AlGaN电极接触层。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电材料生长技术领域，涉及一种深紫外发光二极管的工艺生长方法，尤其涉及一种采用MOCVD(金属有机化合物气相外延)生长工艺程序控制系统制备高良品率、高出光效率的深紫外LED外延材料调试方法。
背景技术
AlN基UV-LED是目前替代汞激发紫外光源的唯一固态光源解决方案，AlGaN材料半导体紫外光源原则上可以实现210nm至365nm紫外光发光。UV-LED近几年市场份额逐年递增、潜力巨大，在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。在现有技术中，UVA波段LED用于固化，固化广泛用于各行各业，涵括电子、光子、生物、医学等领域。
现有技术中，高Al组分AlGaN在蓝宝石上一般表现为张应力，这将导致AlGaN材料位错密度的增加甚至开裂，从而降低了深紫外LED全结构中电极层的晶体质量较差，结构后电极层开裂较为严重，导致外延全结构后漏电较高，外量子效率较低。
现有技术中，美国德州大学的江红星等人利用Si，In共掺的方法部分解决了高Al组分n型掺杂的问题，而p型掺杂则使用了AlGaN/GaN超晶格的方法，利用极化效应引起的能带弯曲使得费米能级进入部分价带而得到空穴浓度的增加。
提高深紫外LED发光效率可以通过涉及新颖的超晶格缓冲层和n型缓冲层结构来调控应力。
发明内容
本发明正是基于现有技术中的上述情况而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种深紫外发光二极管的工艺生长方法，以解决AlN层与AlGaN层由于晶格差异应力释放造成的AlGaN层晶体质量较差，开裂情况严重等问题。
为了解决上述问题，本专利采用的技术方案包括：
一种深紫外LED芯片制造方法，深紫外LED芯片的外延结构包括：底层蓝宝石平面衬底、AlN溅射生长层、高温AlN层、超晶格缓冲层、u型AlGaN层、n型AlGaN电极接触层；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、在蓝宝石衬底上溅射AlN薄膜
蓝宝石衬底溅射AlN薄膜，生长温度650-700度，溅射条件为Ar：N2＝1：3，红外加热功率700w；
步骤二、使用高温MCVD方法生长AlN层
其中，生长温度1250-1300℃，氢气气氛，生长压力100Torr，氨气流量6slm，V/III比为960，生长时间45min；
步骤三、生长超晶格缓冲层
生长超晶格缓冲层时，对超晶格的Al组份进行逐层递减，每一个周期的超晶格生长过程中，AlxGa1-xN/AlyGa1-yN各层的x值及y值均赋以不同的组份配比，x值由100％逐步递减至71.5％，y值由80％逐步递减至60％；在生长超晶格缓冲层时，对超晶格的生长温度进行逐层递减，每一个周期的超晶格生长过程中，生长温度均赋以不同的值，生长温度由1200逐步递减至1105℃；在生长超晶格缓冲层时，对超晶格的生长压力进行逐层递增，每一个周期的超晶格生长过程中，生长压力均赋以不同的值，生长压力由100Torr逐步上升至119Torr。
步骤四、生长非掺杂AlGaN层
非掺杂AlGaN层生长温度1100-1050℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长Al组份含量60％，生长厚度200纳米；
步骤五、生长掺杂AlGaN层
Si掺杂AlGaN层生长温度1005-1005℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长厚度1.5um，其中Si掺杂浓度采用采用周期掺杂形式，硅烷的掺杂流量在5到40sccm，生长时间90分钟，生长厚度1.5微米。
优选地，进行变浓度周期方式采用高温MOCVD方法生长n型AlGaN层，生长温度1050-1005℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长时V/III比1500，生长Al组份含量60％，生长15个循环周期的Si掺杂浓度变化层，其中每个循环周期中，各层的生长要素如下：n-AlGaNramp层：SiH4流量由5sccm变为40sccm，变化生长时间1分钟；n-AlGaN层：SiH4流量40sccm，稳定生长时间2分钟；n—AlGaNramp层：SiH4流量由40sccm变为5sccm，变化生长时间1分钟；n—AlGaN层：SiH4流量5sccm，稳定生长时间2分钟；十五个周期共计生长时间90分钟，生长厚度1.5微米。
本发明提出了一种提高n型AlGaN层晶体生长质量的外延工艺方法，通过提高n型AlGaN层的晶体质量减少n型层AlGaN薄膜开裂状况，提高深紫外LED的出光效率和产品良率，通过提出超晶格缓冲层中AlXGa1-XN/AlYGa1-YN的Al组份、生长温度、生长压力逐步变化的工艺概念，提高超晶格缓冲层对底层AlN层和上层AlGaN层的晶格匹配效果以及提升两层之间的应力缓冲效果，以解决AlN层与AlGaN层由于晶格差异应力释放造成的AlGaN层晶体质量较差，开裂情况严重等问题。
本发明提供了一种n型AlGaN生长工艺中的掺杂方式，通过控制硅烷掺杂浓度变化，调整浓度渐变层和浓度稳定层的生长厚度比例，以及低浓度生长层和高浓度生长层的生长厚度比例，来改善n型层AlGaN材料的生长质量，减少开裂状况。
附图说明
图1为本发明的外延结构剖面视图，包含01层：AlN溅射生长层；02：MOCVD生长高温AlN层；03：渐变Al组份的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格生长层；04：u型非掺杂AlGaN生长层；05：采用周期掺杂形式生长的n型AlGaN生长层。
图2为超晶格生长过程中的，各个层生长温度、生长压力和AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中的Al组份变化参数。
图3为n型AlGaN生长过程中的硅烷掺杂流量与时间变化工艺曲线。
图4为n型AlGaN生长过程中的硅烷掺杂流量与生长厚度变化工艺曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明，需要指出的是，该具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。
本具体实施方式提供了一种深紫外发光二极管的工艺生长方法。所述深紫外发光二极管的外延结构如图1所示，其包括AlN溅射生长层01、MOCVD生长高温AlN层02、渐变Al组份的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格生长层03、u型非掺杂AlGaN生长层04、采用周期掺杂形式生长的n型AlGaN生长层05。
上述各层采用如下方式制造：
AlN薄膜在蓝宝石衬底上溅射形成，生长温度650-700度，溅射条件：气体流量Ar：N2＝1：3，RF射频电源功率700w。
高温MOCVD生长AlN层：生长温度1250-1300℃，氢气气氛，生长压力100Torr，氨气流量6slm，V/III五族元素三族元素摩尔比：960，生长时间45min，生长厚度1微米；
超晶格缓冲层：生长温度1200-1105℃，氢气气氛生长，生长压力100-119Torr，氨气流量10slm，超晶格循环层AlxGa1-xN/AlyGa1-yN生长厚度10nm/15nm，AlxGa1-xN层X值变化范围(100％至71.5％)，AlyGa1-yN层Y值变化范围(79％至60％)；
具体而言，在本具体实施方式中，在高温AlN层生长基础之上，生长20个周期的超晶格缓冲层AlxGa1-xN/AlyGa1-yN，氨气流量每分钟10升，生长时V/III比：1000至3000，生长过程中的Al组份x值及y值，生长温度和生长压力在每一个生长周期均以等差方式递增或递减，具体各层参数如下：
第一周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝100％、y＝79％，生长温度1200℃，生长压力100Torr；
第二周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝98.5％、y＝78％，生长温度1195℃，生长压力101Torr；
第三周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝97％、y＝77％，生长温度1190℃，生长压力102Torr；
第四周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝95.5％、y＝76％，生长温度1185℃，生长压力103Torr；
第五周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝94％、y＝75％，生长温度1180℃，生长压力104Torr；
第六周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝92.5％、y＝74％，生长温度1175℃，生长压力105Torr；
第七周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝91％、y＝73％，生长温度1170℃，生长压力106Torr；
第八周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝89.5％、y＝72％，生长温度1165℃，生长压力107Torr；
第九周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝88％、y＝71％，生长温度1160℃，生长压力108Torr；
第十周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝86.5％、y＝70％，生长温度1155℃，生长压力109Torr；
第十一周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝85％、y＝69％，生长温度1150℃，生长压力110Torr；
第十二周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝83.5％、y＝68％，生长温度1145℃，生长压力111Torr；
第十三周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝82％、y＝67％，生长温度1140℃，生长压力112Torr；
第十四周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝80.5％、y＝66％，生长温度1135℃，生长压力113Torr；
第十五周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝79％、y＝65％，生长温度1130℃，生长压力114Torr；
第十六周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝77.5％、y＝64％，生长温度1125℃，生长压力115Torr；
第十七周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝76％、y＝63％，生长温度1120℃，生长压力116Torr；
第十八周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝74.5％、y＝62％，生长温度1115℃，生长压力117Torr；
第十九周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝73％、y＝61％，生长温度1110℃，生长压力118Torr；
第二十周期：AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中，x＝71.5％、y＝60％，生长温度1105℃，生长压力119Torr；
通过超晶格缓冲层中AlXGa1-XN/AlYGa1-YN的Al组份、生长温度、生长压力逐步变化的工艺，提高超晶格缓冲层对底层AlN层和上层AlGaN层的晶格匹配效果以及提升两层之间的应力缓冲效果，以解决AlN层与AlGaN层由于晶格差异应力释放造成的AlGaN层晶体质量较差，开裂情况严重等问题。超晶格生长过程中的，各个层生长温度、生长压力和AlxGa1-xN/AlyGa1-yN结构中的Al组份变化参数，如图2所示。
在超晶格缓冲层的基础上通过高温MOCVD方式生长非掺杂AlGaN层：非掺杂AlGaN层生长温度1100-1050℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长时V/III比1500，生长Al组份含量60％，生长厚度200纳米；
非掺杂AlGaN层生长后，进行变浓度周期方式采用高温MOCVD方法生长n型AlGaN层，生长温度1050-1005℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长时V/III比1500，生长Al组份含量60％，生长15个循环周期的Si掺杂浓度变化层(n-AlGaNramp/n-AlGaN/n—AlGaNramp/n--AlGaN)，其中各层的生长要素如下：
n-AlGaNramp层：SiH4流量由5sccm变为40sccm，变化生长时间1分钟；
n-AlGaN层：SiH4流量40sccm，稳定生长时间2分钟；
n—AlGaNramp层：SiH4流量由40sccm变为5sccm，变化生长时间1分钟；
n—AlGaN层：SiH4流量5sccm，稳定生长时间2分钟；
十五个周期共计生长时间90分钟，生长厚度1.5微米。
采用渐变周期掺杂生长方式可以降低硅烷掺杂对n-AlGaN生长开裂的影响，提高n-AlGaN的晶体生长质量，同时渐变周期生长后HALL霍尔测试结果n型电子载流子浓度大于5e+18(/cm3)，迁移率大于5e+1(cm2/V·sec)。
以上生产过程，可以采用高温MOCVD生长设备。在LED外延片结构的生长过程中，使用三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)、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。首先使用PVDSputter设备在在Al2O3衬底表面溅射AlN单层，厚度25nm至150nm，生长温度650-700度，溅射条件：Ar：N2＝1：3，RF功率700w。将AlN溅射衬底放入MOCVD设备中，生长高温AlN层，生长厚度1微米至1.5微米，生长温度1100℃至1300℃，反应室压力100torr，在氢气(H2)气氛下，V/III摩尔比为300-1000。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术工艺路线特点，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 (2)
1.一种深紫外LED芯片制造方法，深紫外LED芯片的外延结构包括：底层蓝宝石平面衬底、AlN溅射生长层、高温AlN层、超晶格缓冲层、u型AlGaN层、n型AlGaN电极接触层；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、在蓝宝石衬底上溅射AlN薄膜
蓝宝石衬底溅射AlN薄膜，生长温度650-700度，溅射条件为Ar：N2＝1：3，红外加热功率700w；
步骤二、使用高温MCVD方法生长AlN层
其中，生长温度1250-1300℃，氢气气氛，生长压力100Torr，氨气流量6slm，V/III比为960，生长时间45min；
步骤三、生长超晶格缓冲层
生长超晶格缓冲层时，对超晶格的Al组份进行逐层递减，每一个周期的超晶格生长过程中，AlxGa1-xN/AlyGa1-yN各层的x值及y值均赋以不同的组份配比，x值由100％逐步递减至71.5％，y值由80％逐步递减至60％；在生长超晶格缓冲层时，对超晶格的生长温度进行逐层递减，每一个周期的超晶格生长过程中，生长温度均赋以不同的值，生长温度由1200逐步递减至1105℃；在生长超晶格缓冲层时，对超晶格的生长压力进行逐层递增，每一个周期的超晶格生长过程中，生长压力均赋以不同的值，生长压力由100Torr逐步上升至119Torr。
步骤四、生长非掺杂AlGaN层
非掺杂AlGaN层生长温度1100-1050℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长Al组份含量60％，生长厚度200纳米；
步骤五、生长掺杂AlGaN层
Si掺杂AlGaN层生长温度1005-1005℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长厚度1.5um，其中Si掺杂浓度采用采用周期掺杂形式，硅烷的掺杂流量在5到40sccm，生长时间90分钟，生长厚度1.5微米。
2.根据权利要求1所述的一种深紫外LED芯片制造方法，其特征在于，其特征在于，
进行变浓度周期方式采用高温MOCVD方法生长n型AlGaN层，生长温度1050-1005℃，氢气气氛生长，生长压力120Torr，氨气流量12slm，生长时V/III比1500，生长Al组份含量60％，生长15个循环周期的Si掺杂浓度变化层，其中每个循环周期中，各层的生长要素如下：n-AlGaN ramp层：SiH4流量由5sccm变为40sccm，变化生长时间1分钟；n-AlGaN层：SiH4流量40sccm，稳定生长时间2分钟；n—AlGaN ramp层：SiH4流量由40sccm变为5sccm，变化生长时间1分钟；n—AlGaN层：SiH4流量5sccm，稳定生长时间2分钟；
十五个周期共计生长时间90分钟，生长厚度1.5微米。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112802931A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管的外延片及其制备方法 |
| CN113707749A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-26 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种雪崩焦平面探测器外延结构及其制备方法 |
| CN116364825A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 江西兆驰半导体有限公司 | 复合缓冲层及其制备方法、外延片及发光二极管 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102995123A (zh) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | 株式会社理光 | Iiia族氮化物晶体的制造方法 |
| CN206558530U (zh) * | 2017-02-22 | 2017-10-13 | 北京中科优唯科技有限公司 | 一种深紫外led芯片 |
| CN110224047A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-10 | 西安电子科技大学 | 基于P型掺杂AlScN/AlScN超晶格势垒层的高效发光二极管及制备方法 |
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201911017179.0A patent/CN111048630A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102995123A (zh) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | 株式会社理光 | Iiia族氮化物晶体的制造方法 |
| JP2013060345A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Ricoh Co Ltd | １３族窒化物結晶の製造方法 |
| CN206558530U (zh) * | 2017-02-22 | 2017-10-13 | 北京中科优唯科技有限公司 | 一种深紫外led芯片 |
| CN110224047A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-10 | 西安电子科技大学 | 基于P型掺杂AlScN/AlScN超晶格势垒层的高效发光二极管及制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112802931A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管的外延片及其制备方法 |
| CN113707749A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-26 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种雪崩焦平面探测器外延结构及其制备方法 |
| CN113707749B (zh) * | 2021-08-23 | 2024-01-30 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种雪崩焦平面探测器外延结构及其制备方法 |
| CN116364825A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 江西兆驰半导体有限公司 | 复合缓冲层及其制备方法、外延片及发光二极管 |
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