CN111223971A - 一种降低量子阱位错密度的led外延生长方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，包括：处理蓝宝石衬底；顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层；生长掺杂Si的N型GaN层；生长多量子阱发光层：在SiH4用量0.2‑2sccm的条件下，生长2.0‑4.0nm的InxGa(1‑x)N阱层(x＝0.18‑0.23)；生长8‑14nm的GaN垒层；InxGa(1‑x)N阱层(x＝0.18‑0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6‑15，总体厚度为120‑300nm；生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；生长掺Mg的P型GaN层；降温冷却。本申请通过高低压生长量子阱垒层，量子阱中掺Si提高了发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及LED外延片生长技术领域，具体地说，涉及一种降低量子阱位错密度的LED外延生长方法。
背景技术
LED外延生长得到的LED结构影响着半导体照明的发展，目前，普遍采用的GaN生长方法是在蓝宝石衬底上进行图形化。蓝宝石与GaN间存在较大的晶格失配(13-16％)和热失配，使得GaN外延层中的失配位错密度较高(～1010cm-2)，影响GaN外延层质量，从而影响器件质量(发光效率、漏电极、寿命等)。传统的做法是采用低温缓冲层，通过调整蓝宝石衬底的氮化、低温缓冲层的生长温度、缓冲层的厚度等，来提高GaN外延层的晶体质量。
但是，由于低温缓冲层还是属于异质外延，其提升的晶体质量有限。另外，由于各外延薄膜层之间存在较大的晶格失配，使得外延晶体薄膜在生长过程中一直受到应力的作用，导致外延片发生弯曲、翘曲。传统低温缓冲层方法在大尺寸蓝宝石衬底上进行外延晶体生长时，外延片翘曲大，导致后续芯片制作过程中研磨破片率高，产品良率低下。
此外，国内GaN基LED蓝绿光发光器件的制作涉及到发光层都是采用InGaN/GaN超晶格形成的多量子阱层组成，因为量子阱区域生长的温度一般都比较低，所以晶体质量很差，会有很多位错缺陷，这些位错缺陷会导致LED器件出现漏电高，发光效率低的问题。
因此，如何提供一种能够降低量子阱位错密度的LED外延生长方案是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，解决现有技术中LED结构的量子阱位错缺陷多，导致LED器件出现漏电高、发光效率低的问题。
本发明提供一种降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，包括：
处理蓝宝石衬底；
在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层；
生长掺杂Si的N型GaN层；
生长多量子阱发光层：在温度为730-780℃、压力控制在400-800mbar，TEGa用量为100-300sccm，TMIn用量为500-2000sccm，SiH4用量为0.2-2sccm的条件下，生长2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)；升高温度至780-880℃、压力控制在200-400mbar，TEGa用量为250-750sccm的条件下，生长8-14nm的GaN垒层；所述InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6-15，总体厚度为120-300nm；
生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；
生长掺Mg的P型GaN层；
降温冷却。
可选地，其中，所述生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为：
保持温度在1030-1080℃、压力控制在150-500mbar，TMGa为MO源，所述TMGa用量为600-1000sccm的条件下，生长1-2μm的持续掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3。
可选地，其中，所述处理蓝宝石衬底，进一步为：
升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10min。
可选地，其中，在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层，进一步为：
降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，使用TMGa为MO源，所述TMGa用量为40-100sccm的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲GaN层；
生长不掺杂GaN层。
可选地，其中，在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层，进一步为：
在所述蓝宝石衬底上生长低温缓冲GaN层；
升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，使用TMGa为MO源，所述TMGa用量为200-800sccm的条件下，持续生长2-4um的不掺杂GaN层。
可选地，其中，所述生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层，进一步为：
升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，使用TMGa、TMAl、CP2Mg为MO源，所述TMGa用量为40-200sccm，所述TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm的条件下，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度：1E+20-3E+20atom/cm3。
可选地，其中，所述生长掺Mg的P型GaN层，进一步为：
升温至900-950℃，压力控制在200-300mbar，使用TMGa、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm的条件下，生长50-200nm掺Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
可选地，其中，所述降温冷却，进一步为：
降温至750-800℃，压力控制在500-800mbar，炉内退火25-30min后炉内降温冷却。
与现有技术相比，本发明提供的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，达到如下有益效果：
第一、采用ALN模版PSS衬底，通过高低压生长量子阱垒层，量子阱中掺Si的方法来提高发光效率的生长方法。
第二、高低压量子阱及量子阱层掺Si的生长方法可以很好地降低多量子阱层的位错缺陷，从而一定程度上提高LED的光输出功率，在量子阱层中掺Si，利用Si起表面活性剂的作用，使In原子运动到合适的位置，来提高低温InGaN层的晶体质量，而并不是在GaN垒层中掺Si，一般GaN垒层中掺Si，是为了降低垒层的阻值，来降低器件的驱动电压。
第三、通过高压生长量子阱，有助于In并入GaN中,减少出现In团簇的几率，形成稳定的InGaN层,In团簇过多，位错增多，将影响发光效率，同时在生长过程中掺Si，Si起到表面活性剂的作用，也有助于In原子运动到适合的位置，提高低温InGaN层的晶体质量；低压生长GaN垒层，GaN长速降低，均匀性变好，有助于位错密度降低。总之，高低压交替生长量子阱垒层，并通过量子阱中掺Si，使低温量子阱层中的位错密度降低，宏观上体现器件的漏电减少，发光效率提升。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的流程图；
图2为传统LED外延生长方法制备的LED结构的示意图；
图3为本发明实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法制备的LED结构的示意图；
图4为本发明实施例2中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的流程图；
图5为本发明实施例3中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的流程图；
图6为传统LED外延生长方法制备的LED与本发明实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法制备的LED亮度测试参数分布的示意图；
图7为传统LED外延生长方法制备的LED与本发明实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法制备的LED方向漏电测试参数分布的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应注意到，所描述的实施例实际上仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，且实际上仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1：
本实施例运用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，三甲基镓(TMGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，衬底为面蓝宝石，反应室压力在150mbar到600mbar之间。参见图1所示为本申请所述降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的具体实施例，该方法包括：
步骤101、处理蓝宝石衬底，具体为，升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10min。
步骤102、在量子阱蓝宝石衬底上生长低温缓冲GaN层：降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，使用TMGa为MO源，量子阱TMGa用量为40-100sccm的条件下，在量子阱蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲GaN层。
步骤103、在量子阱蓝宝石衬底上生长不掺杂GaN层：升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，使用TMGa为MO源，量子阱TMGa用量为200-800sccm的条件下，持续生长2-4um的不掺杂GaN层。
步骤104、生长掺杂Si的N型GaN层：使用TMGa为MO源，生长1-2μm的持续掺杂Si的N型GaN层，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3。
步骤105、生长降低量子阱位错密度的多量子阱发光层：使用TEGa、TMIn及SiH4生长2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)。
使用TEGa用量为250-750sccm的条件下，生长8-14nm的GaN垒层。
量子阱InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6-15，总体厚度为120-300nm。
步骤106、生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层：升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，使用TMGa、TMAl、CP2Mg为MO源，量子阱TMGa用量为40-200sccm，量子阱TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm的条件下，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度：1E+20-3E+20atom/cm3。
步骤107、生长掺Mg的P型GaN层：升温至900-950℃，压力控制在200-300mbar，使用TMGa、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm的条件下，生长50-200nm掺Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
步骤108、降温冷却。
如图2所示，为根据传统的LED外延生长方法制备得到的LED的结构示意图，制备得到的LED由201、蓝宝石基板；202、低温高压缓冲层GaN；203、不掺杂SI的GaN；204、掺杂Si的GaN；205、量子阱InxGa(1-x)N(x＝0.20-0.22)/GaN；206、电子阻挡层PAlGaN及207、高温掺杂Mg的GaN组成。
如图3所示，为根据本实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法制备的LED结构的示意图，制备得到的LED由301、蓝宝石基板；302、低温缓冲GaN层；303、U型GaN层(不掺杂GaN层)；304、N型GaN层(掺杂Si的GaN层)；305、量子阱层：351、量子阱InxGa(1-x)N阱层，(x＝0.20-0.22)；352、量子阱GaN垒层；306、电子阻挡PAlGaN层及307；高温掺杂Mg的GaN层组成。本实施例中通过高低压生长量子阱垒层，并通过量子阱中掺Si的方法来提高发光效率的生长。
实施例2：
如图4所示，为本实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的流程示意图，该方法包括：
步骤401、处理蓝宝石衬底，具体为，升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10min。
步骤402、在量子阱蓝宝石衬底上生长低温缓冲GaN层：降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，使用TMGa为MO源，TMGa用量为40-100sccm的条件下，在量子阱蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲GaN层。
步骤403、在量子阱蓝宝石衬底上生长不掺杂GaN层：升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，使用TMGa为MO源，TMGa用量为200-800sccm的条件下，持续生长2-4um的不掺杂GaN层。
步骤404、生长掺杂Si的N型GaN层：保持温度在1030-1080℃、压力控制在150-500mbar，TMGa为MO源，TMGa用量为600-1000sccm的条件下，生长1-2μm的持续掺杂Si的N型GaN层，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3。
步骤405、生长多量子阱发光层：在温度为730-780℃、压力控制在400-800mbar，使用TEGa、TMIn及SiH4生长2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)。
升高温度至780-880℃、压力控制在200-400mbar，TEGa用量为250-750sccm的条件下，生长8-14nm的GaN垒层。
量子阱InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6-15，总体厚度为120-300nm。
步骤406、生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层：升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，使用TMGa、TMAl、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm的条件下，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度：1E+20-3E+20atom/cm3。
步骤407、生长掺Mg的P型GaN层：升温至900-950℃，压力控制在200-300mbar，使用TMGa、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm的条件下，生长50-200nm掺Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
步骤408、降温冷却：降温至750-800℃，压力控制在500-800mbar，炉内退火25-30min后炉内降温冷却。
实施例3
如图5所示，为本实施例中降低量子阱位错密度的LED外延生长方法的流程示意图，该方法包括：
步骤501、处理蓝宝石衬底，具体为，升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10min。
步骤502、在量子阱蓝宝石衬底上生长低温缓冲GaN层：降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，使用TMGa为MO源，量子阱TMGa用量为40-100sccm的条件下，在量子阱蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲GaN层。
步骤503、在量子阱蓝宝石衬底上生长不掺杂GaN层：升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，使用TMGa为MO源，量子阱TMGa用量为200-800sccm的条件下，持续生长2-4um的不掺杂GaN层。
步骤504、生长掺杂Si的N型GaN层：保持温度在1030-1080℃、压力控制在150-500mbar，TMGa为MO源，TMGa用量为600-1000sccm的条件下，生长1-2μm的持续掺杂Si的N型GaN层，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3。
步骤505、生长多量子阱发光层：在温度为730-780℃、压力控制在400-800mbar，TEGa用量为100-300sccm，TMIn用量为500-2000sccm，SiH4用量为0.2-2sccm的条件下，生长2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)。
升高温度至780-880℃、压力控制在200-400mbar，TEGa用量为250-750sccm的条件下，生长8-14nm的GaN垒层。
量子阱InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6-15，总体厚度为120-300nm。
步骤506、生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层：升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，使用TMGa、TMAl、CP2Mg为MO源，量子阱TMGa用量为40-200sccm，量子阱TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm的条件下，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度：1E+20-3E+20atom/cm3。
步骤507、生长掺Mg的P型GaN层：升温至900-950℃，压力控制在200-300mbar，使用TMGa、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm的条件下，生长50-200nm掺Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
步骤508、降温冷却：降温至750-800℃，压力控制在500-800mbar，炉内退火25-30min后炉内降温冷却。
对比实验：
以下是一种传统工艺LED结构外延生长方法，具体步骤为：
1、首先升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar，高温处理蓝宝石衬底5-10分钟。
2、然后降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲层GaN,所用MO源为TMGa，TMGa用量为40-100sccm。
3、然后升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，持续生长2-4um的不掺杂GaN，所用MO源为TMGa,TMGa用量为200-800sccm；
4、保持温度不变，压力控制在150-500mbar，接着生长2-4μm的持续掺杂硅的N型GaN，所用MO源为TMGa,TMGa用量为200-800sccm，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3；
5、然后降温至730-780℃，压力控制在200-400mbar，周期性生长由2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N(x＝0.18-0.23)阱层和10-15nm的GaN磊组成的多量子阱发光层层，周期数为6-15，总体厚度控制在120-300nm，所用MO源为TEGa、TMIn，TEGa用量为200-1000sccm，TMIn用量为200-2000sccm。
6、然后升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层，所用MO源为TMGa、TMAl、CP2Mg，TMGa用量为40-200sccm，TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm，Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度，1E+20-3E+20atom/cm3。
7、然后升温至900-950℃，压力控制在200-500mbar，生长50-200nm掺镁的高温P型GaN层，所用MO源为TMGa、CP2Mg，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
8、最后降温至750-800℃，压力控制在500-800mbar，炉内退火25-30min后炉内降温冷却。
根据传统的LED的生长方法制备样品1，根据本专利描述的方法制备样品2；样品1和样品2外延生长方法参数不同点在于生长缓冲层及三维结构层的方法，生长其它外延层生长条件完全一样。样品1和样品2在相同的前工艺条件下镀ITO层800-1200埃，相同的条件下镀Cr/Pt/Au电极450-550埃，相同的条件下镀保护层SiO2 150-250埃，然后在相同的条件下将样品研磨切割成762μm*762μm(30mi*30mil)的芯片颗粒，(1)样品1和样品2在相同位置各自挑选150颗晶粒，在相同的封装工艺下，封装成白光LED。然后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，得到的参数见图6和图7，样品1和样品2生长参数的对比如表1所示：
表一样品1和样品2生长参数的对比表
通过分析表1，数据分析结论：将获得的数据进行分析对比，请参考表一及附图6，从图6数据得出样品2较样品亮度增加明显；从图7数据得出样品2较样品1反向漏电小。本实施例提供的生长方法提高了大尺寸芯片的晶体质量，反向漏电显著减小，还一定程度上提高了LED的光输出功率。
通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：
第一、采用ALN模版PSS衬底，通过高低压生长量子阱垒层，并通过量子阱中掺Si的方法来提高发光效率的生长方法。
第二、高低压量子阱及量子阱层掺Si的生长方法可以很好地降低多量子阱层的位错缺陷，从而一定程度上提高LED的光输出功率，在量子阱层中掺Si,利用Si起表面活性剂的作用，使In原子运动到合适的位置，来提高低温InGaN层的晶体质量，而并不是在GaN垒层中掺Si，一般GaN垒层中掺Si,是为了降低垒层的阻值，来降低器件的驱动电压。
第三、通过高压生长量子阱，有助于In并入GaN中,减少出现In团簇的几率，形成稳定的InGaN层,In团簇过多，位错增多，将影响发光效率，同时在生长过程中掺Si，Si起到表面活性剂的作用，也有助于In原子运动到适合的位置，提高低温InGaN层的晶体质量；低压生长GaN垒层，GaN长速降低，均匀性变好，有助于位错密度降低。总之，高低压交替生长量子阱垒层，并通过量子阱中掺Si，使低温量子阱层中的位错密度降低，宏观上体现器件的漏电减少，发光效率提升。
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。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，包括：
处理蓝宝石衬底；
在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层；
生长掺杂Si的N型GaN层；
生长多量子阱发光层：在温度为730-780℃、压力控制在400-800mbar，TEGa用量为100-300sccm，TMIn用量为500-2000sccm，SiH4用量为0.2-2sccm的条件下，生长2.0-4.0nm的InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)；升高温度至780-880℃、压力控制在200-400mbar，TEGa用量为250-750sccm的条件下，生长8-14nm的GaN垒层；所述InxGa(1-x)N阱层(x＝0.18-0.23)和GaN垒层周期生长组成多量子阱发光层，周期数为6-15，总体厚度为120-300nm；
生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；
生长掺Mg的P型GaN层；
降温冷却。
2.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为：
保持温度在1030-1080℃、压力控制在150-500mbar，TMGa为MO源，所述TMGa用量为600-1000sccm的条件下，生长1-2μm的持续掺杂Si的N型GaN，Si的掺杂浓度：8E+18-2E+19atom/cm3。
3.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，所述处理蓝宝石衬底，进一步为：
升温至1000-1020℃的氢气气氛下，压力控制在100-150mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10min。
4.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层，进一步为：
降温至520-550℃，压力控制在500-1000mbar，使用TMGa为MO源，所述TMGa用量为40-100sccm的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长厚度为20-30nm的低温缓冲GaN层；
生长不掺杂GaN层。
5.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，在所述蓝宝石衬底上顺次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层，进一步为：
在所述蓝宝石衬底上生长低温缓冲GaN层；
升温至1030-1080℃，保持温度不变，压力控制在150-500mbar，使用TMGa为MO源，所述TMGa用量为200-800sccm的条件下，持续生长2-4um的不掺杂GaN层。
6.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层，进一步为：
升温至850-950℃，压力控制在100-300mbar，使用TMGa、TMAl、CP2Mg为MO源，所述TMGa用量为40-200sccm，所述TMAl用量为20-200sccm，CP2Mg用量为100-1000sccm的条件下，持续生长20-100nm的掺Al、Mg的PAlGaN电子阻挡层；Mg的掺杂浓度：3E+18-6E+18atom/cm3，Al的掺杂浓度：1E+20-3E+20atom/cm3。
7.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长掺Mg的P型GaN层，进一步为：
升温至900-950℃，压力控制在200-300mbar，使用TMGa、CP2Mg为MO源，TMGa用量为40-200sccm，CP2Mg用量为200-2000sccm的条件下，生长50-200nm掺Mg的P型GaN层，Mg的掺杂浓度：1E+19-3E+19atom/cm3。
8.根据权利要求1所述的降低量子阱位错密度的LED外延生长方法，其特征在于，所述降温冷却，进一步为：
降温至750-800℃，压力控制在500-800mbar，炉内退火25-30min后炉内降温冷却。
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| CN115425128A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-02 | 至善时代智能科技(北京)有限公司 | 一种紫外led外延结构及其制备方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105932126A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-07 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 基于有源层提高发光二极管亮度的外延生长方法 |
| CN106601878A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-04-26 | 广东泓睿科技有限公司 | 一种具有高光效的led制备方法 |
| CN109860345A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种led外延结构生长方法 |
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