CN114284406B - 一种氮化物发光二极管的制备方法 - Google Patents
一种氮化物发光二极管的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114284406B CN114284406B CN202111624036.3A CN202111624036A CN114284406B CN 114284406 B CN114284406 B CN 114284406B CN 202111624036 A CN202111624036 A CN 202111624036A CN 114284406 B CN114284406 B CN 114284406B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- growing
- layer
- temperature
- doped
- reaction cavity
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种氮化物发光二极管的制备方法，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长低温GaN缓冲层、生长非掺杂GaN层、生长掺杂Si的n型GaN层、生长第一半导体层、生长第二半导体层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长第一半导体层为生长形成V型坑的GaN层，生长第二半导体层为生长掺碳、氢和氧的GaN层。本发明通过引入第一半导体层和第二半导体层来改善Droop现象，进而提升LED的发光效率，并提升抗静电能力。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种氮化物发光二极管的制备方法。
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LED有电流流过时，LED中的电子与空穴在其多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，除了目前已被广泛用作室内外照明，还被广泛应用于交通信号灯、汽车灯、室内外照明和显示屏。
随着LED产业的持续发展，Efficience Droop现象，即随着注入电流的增加，LED的发光效率持续下降的问题制约了LED的应用。
为解决这一问题，可以在外延层中设计V型坑(V-Pits)以提升电子空穴注入效率，促进电子空穴复合，从而提高光效，改善Droop现象。然而V型坑也带来负面影响，例如，电子空穴容易在穿透位错区域发生非辐射复合，从而影响发光效率。
因此，急需研发新的LED制作方法来改善Droop现象，进而提升LED的发光效率。
发明内容
本发明通过采用新的LED制备方法来改善Droop现象，进而提升LED的发光效率，并提升抗静电能力。
本发明的氮化物发光二极管的制备方法，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长低温GaN缓冲层、生长非掺杂GaN层、生长掺杂Si的n型GaN层、生长第一半导体层、生长第二半导体层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层和降温冷却，其中，
所述生长第一半导体层为生长形成V型坑的GaN层，具体为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，通入NH3、TMGa以及H2，生长厚度为20-40nm的形成V型坑的GaN层，所述V型坑的密度为6E8-8E8/cm2，生长过程中先控制反应腔温度从1020℃逐渐降低至900℃，再控制反应腔温度从900℃逐渐升高至1100℃；
所述生长第二半导体层为生长掺碳、氢和氧的GaN层，具体为：
保持反应腔压力不变，反应腔温度控制在900-1000℃，通入NH3、TMGa、O2以及H2生长厚度为200-300nm的掺碳、氢和氧的GaN层，生长过程中控制掺碳和氢原子摩尔比从4：1逐渐减少至4：5，同时控制掺碳和氧原子摩尔比从2：5逐渐增加至7：2。
优选地，所述处理蓝宝石衬底的具体过程为：
在1000℃-1100℃的温度下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底5-10min。
优选地，所述生长低温GaN缓冲层的具体过程为：
降温至500-600℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa及100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温GaN缓冲层；
升高温度到1000-1100℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3和100-130L/min的H2，保温300-500s，将低温GaN缓冲层腐蚀成不规则岛形。
优选地，所述生长非掺杂GaN层的具体过程为：
升高温度到1000-1200℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa及100-130L/min的H2，持续生长2-4μm的非掺杂GaN层。
优选地，所述生长掺杂Si的n型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力300-600mbar，保持温度1000-1200℃，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4，持续生长3m-4μm掺杂Si的n型GaN层，其中，Si掺杂浓度5E18-5E19atoms/cm3。
优选地，所述生长多量子阱层的具体过程为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，降低反应腔温度至620℃-640℃，通入N2、NH3、TMGa以及TMIn，生长厚度为3nm-4nm的所述InxGa(1-x)N阱层，其中，x＝0.15-0.25；
控制反应腔压力不变，升高反应腔温度至800℃-820℃，通入N2、NH3、TMGa，生长厚度为8nm-10nm的GaN垒层；
周期性依次进行生长InxGa(1-x)N阱层和GaN垒层的步骤，周期数为2-14个。
优选地，所述生长AlGaN电子阻挡层的具体过程为：
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1E19-1E20atoms/cm3。
优选地，所述生长掺杂Mg的P型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力400-900mbar、温度950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2及1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长50-200nm的掺杂Mg的P型GaN层，其中，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/cm3。
优选地，所述降温冷却的具体过程为：
降温至650-680℃，保温20-30min，关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
相比于传统的生长方法，本发明中的氮化物发光二极管的制备方法达到了如下效果：
本发明通过引入形成V型坑的GaN层，来提升电子空穴注入效率，促进电子空穴复合，从而提高光效、改善Droop现象。生长过程中先控制反应腔温度逐渐降低，可以在一定程度上减慢电子的迁移速率，改善电子溢流现象，且可以缩小V型坑的开口，开口相对缩小的V型坑有利于抑制电子空穴非辐射复合，从而提高发光效率。再控制反应腔温度逐渐升高，有利于阻断位错，减少穿透位错处电子的击穿，改善V型坑引起的漏电流偏大问题，提高LED的抗静电能力。
接着引入掺碳、氢和氧的GaN层，一方面，氧电负性较强，易束缚电子，有利于减少氮化镓层中Ga空位的产生，碳可以作为双性掺杂剂的存在，使得掺碳、氢和氧的GaN层变为高阻层，从而可以减少Ga空位扩散到量子阱层中，从而保证多量子阱层中In组分的均匀分布，掺氢可以增加原子散射，同样可以减少Ga空位的扩散，从而通过掺碳、氢和氧，可以减少极化效应和缺陷的产生，进而可以提高LED的发光效率。另一方面，生长过程中先控制掺碳和氢原子摩尔比逐渐减少再控制掺碳和氧原子摩尔比逐渐增加，可以促使Ga原子集合和N原子集合的质心重合，从而形成偶极子，在GaN层材料内部产生自发极化，形成内建电场，该内建电场将促进量子阱中载流子的注入，减少量子限制斯塔克效应，使得能带平滑，从而可以提升内量子效率，进而提高发光效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明方法制备的LED外延的结构示意图；
图2为现有传统方法制备的LED外延的结构示意图；
其中，1、蓝宝石衬底，2、低温GaN缓冲层，3、非掺杂GaN层，4、n型GaN层，5、第一半导体层，6、第二半导体层，7、多量子阱层，8、AlGaN电子阻挡层，9、P型GaN层，71、InxGa(1-x)N阱层，72、GaN垒层。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
另外，本说明书并没有将权利要求书公开的构件和方法步骤限定于实施方式的构件和方法步骤。特别是，在实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其结构顺序和邻接顺序以及制造方法等只要没有具体的限定，就仅作为说明例，而不是将本发明的范围限定于此。附图中所示的结构部件的大小和位置关系是为了清楚地进行说明而放大示出。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
实施例1
本实施例采用本发明提供的制作方法，采用MOCVD来生长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600mbar之间。具体生长方式如下(外延结构请参考图1)：
一种氮化物发光二极管的制备方法，依次包括：依次包括：处理蓝宝石衬底1、生长低温GaN缓冲层2、生长非掺杂GaN层3、生长掺杂Si的n型GaN层4、生长第一半导体层5、生长第二半导体层6、生长多量子阱层7、生长AlGaN电子阻挡层8、生长掺杂Mg的P型GaN层9和降温冷却；
其中，
步骤1：处理蓝宝石衬底1。
具体地，所述步骤1，进一步为：
在温度为1000-1100℃，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：生长低温GaN缓冲层2，并在所述低温GaN缓冲层2形成不规则小岛。
具体地，所述步骤2，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1上生长所述低温GaN缓冲层2，所述低温GaN缓冲层2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和100-130L/min的H2的条件下，保温300-500s，在所述低温GaN缓冲层2上形成所述不规则小岛。
步骤3：生长非掺杂GaN层3。
具体地，所述步骤3，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及100-130L/min的H2的条件下，生长的所述非掺杂GaN层3；所述非掺杂GaN层3的厚度为2-4μm。
步骤4：生长Si掺杂的n型GaN层4。
具体地，所述步骤4，进一步为：
保持反应腔压力300-600mbar，保持温度1000-1200℃，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4，持续生长3-4μm掺杂Si的n型GaN层4，其中，Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3。
步骤5：生长第一半导体层5。
所述生长第一半导体层5为生长形成V型坑的GaN层，具体为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，通入NH3、TMGa以及H2，生长厚度为20-40nm的形成V型坑的GaN层，所述V型坑的密度为6E8-8E8/cm2，生长过程中先控制反应腔温度从1020℃逐渐降低至900℃，再控制反应腔温度从900℃逐渐升高至1100℃。
步骤6：生长第二半导体层6。
所述生长第二半导体层6为生长掺碳、氢和氧的GaN层，具体为：
保持反应腔压力不变，反应腔温度控制在900-1000℃，通入NH3、TMGa、O2以及H2生长厚度为200-300nm的掺碳、氢和氧的GaN层，生长过程中控制掺碳和氢原子摩尔比从4：1逐渐减少至4：5，同时控制掺碳和氧原子摩尔比从2：5逐渐增加至7：2。
步骤7：生长多量子阱层7。
具体地，所述步骤7，进一步为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，降低反应腔温度至620℃-640℃，通入N2、NH3、TMGa以及TMIn，生长厚度为3nm-4nm的所述InxGa(1-x)N阱层71，其中，x＝0.15-0.25；
控制反应腔压力不变，升高反应腔温度至800℃-820℃，通入N2、NH3、TMGa，生长厚度为8nm-10nm的GaN垒层72；
周期性依次进行生长InxGa(1-x)N阱层71和GaN垒层72的步骤，周期数为2-14个。
步骤8：生长AlGaN电子阻挡层8。
具体地，所述步骤8，进一步为：
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和1000-1300sccm的Cp2Mg的条件下，生长所述AlGaN电子阻挡层6，所述AlGaN层8的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
步骤9：生长掺杂Mg的P型GaN层9。
具体地，所述步骤9，进一步为：
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的掺杂Mg的P型GaN层9，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/cm3。
步骤10：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。
实施例2
以下提供对比实施例，即传统LED制作方法(外延结构请参考图2)。
步骤1：在温度为1000-1100℃，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：生长低温GaN缓冲层2，并在所述低温GaN缓冲层2形成不规则小岛。
具体地，所述步骤2，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1上生长所述低温GaN缓冲层2，所述低温GaN缓冲层2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，保温300-500s，在所述低温GaN缓冲层2上形成所述不规则小岛。
步骤3：生长非掺杂GaN层3。
具体地，所述步骤3，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及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3的厚度为2-4μm。
步骤4：生长Si掺杂的n型GaN层4。
具体地，所述步骤4，进一步为：
在温度为1000-1200℃，反应腔压力为300-600mbar，通入30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、20-50sccm的SiH4的条件下，生长Si掺杂的n型GaN层4，所述n型GaN层4的厚度为3-4μm，Si掺杂的浓度为5E18-1E19atoms/cm3。
步骤5：生长InGaN/GaN多量子阱层7。
具体地，所述生长多量子阱层7，进一步为：
保持反应腔压力300-400mbar、保持温度720℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、10000-15000sccm的TMIn及100-130L/min的N2，生长掺杂In的厚度为3nm的InxGa(1-x)N阱层71，其中，x＝0.15-0.25；
升高温度至800℃，保持反应腔压力300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa及100-130L/min的N2，生长10nm的GaN垒层72；
重复交替生长InxGa(1-x)N阱层71和GaN垒层72，得到InGaN/GaN多量子阱发光层，其中，InxGa(1-x)N阱层71和GaN垒层72的交替生长周期数为2-14个。
步骤6：生长AlGaN电子阻挡层8。
具体地，所述步骤6，进一步为：
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8，所述AlGaN层8的厚度为40-60nm，其中，Mg掺杂的浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
步骤7：生长掺杂Mg的P型GaN层9。
具体地，所述步骤7，进一步为：
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的掺杂Mg的P型GaN层9，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/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。
根据上述实施例1和实施例2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1000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，采用本发明方法制作的LED芯片(样品1)发光效率得到明显提升，并且抗静电能力更强。
本发明方法的氮化物发光二极管的制备方法达到了如下效果：
本发明通过引入形成V型坑的GaN层，来提升电子空穴注入效率，促进电子空穴复合，从而提高光效、改善Droop现象。生长过程中先控制反应腔温度逐渐降低，可以在一定程度上减慢电子的迁移速率，改善电子溢流现象，且可以缩小V型坑的开口，开口相对缩小的V型坑有利于抑制电子空穴非辐射复合，从而提高发光效率。再控制反应腔温度逐渐升高，有利于阻断位错，减少穿透位错处电子的击穿，改善V型坑引起的漏电流偏大问题，提高LED的抗静电能力。
接着引入掺碳、氢和氧的GaN层，一方面，氧电负性较强，易束缚电子，有利于减少氮化镓层中Ga空位的产生，碳可以作为双性掺杂剂的存在，使得掺碳、氢和氧的GaN层变为高阻层，从而可以减少Ga空位扩散到量子阱层中，从而保证多量子阱层中In组分的均匀分布，掺氢可以增加原子散射，同样可以减少Ga空位的扩散，从而通过掺碳、氢和氧，可以减少极化效应和缺陷的产生，进而可以提高LED的发光效率。另一方面，生长过程中先控制掺碳和氢原子摩尔比逐渐减少再控制掺碳和氧原子摩尔比逐渐增加，可以促使Ga原子集合和N原子集合的质心重合，从而形成偶极子，在GaN层材料内部产生自发极化，形成内建电场，该内建电场将促进量子阱中载流子的注入，减少量子限制斯塔克效应，使得能带平滑，从而可以提升内量子效率，进而提高发光效率。
由于方法部分已经对本申请实施例进行了详细描述，这里对实施例中涉及的结构与方法对应部分的展开描述省略，不再赘述。对于结构中具体内容的描述可参考方法实施例的内容，这里不再具体限定。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长低温GaN缓冲层、生长非掺杂GaN层、生长掺杂Si的n型GaN层、生长第一半导体层、生长第二半导体层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层和降温冷却，其中，
所述生长第一半导体层为生长形成V型坑的GaN层，具体为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，通入NH3、TMGa以及H2，生长厚度为20-40nm的形成V型坑的GaN层，所述V型坑的密度为6E8-8E8/cm2，生长过程中先控制反应腔温度从1020℃逐渐降低至900℃，再控制反应腔温度从900℃逐渐升高至1100℃；
所述生长第二半导体层为生长掺碳、氢和氧的GaN层，具体为：
保持反应腔压力不变，反应腔温度控制在900-1000℃，通入NH3、TMGa、O2以及H2生长厚度为200-300nm的掺碳、氢和氧的GaN层，生长过程中控制掺碳和氢原子摩尔比从4：1逐渐减少至4：5，同时控制掺碳和氧原子摩尔比从2：5逐渐增加至7：2。
2.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，在1000-1100℃的温度下，通入100-130L/min的H2，保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底5-10min。
3.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长低温GaN缓冲层的具体过程为：
降温至500-600℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa及100-130L/min的H2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温GaN缓冲层；
升高温度到1000-1100℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3和100-130L/min的H2，保温300-500s，将低温GaN缓冲层腐蚀成不规则岛形。
4.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长非掺杂GaN层的具体过程为：
升高温度到1000-1200℃，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa及100-130L/min的H2，持续生长2-4μm的非掺杂GaN层。
5.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的n型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力300-600mbar，保持温度1000-1200℃，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4，持续生长3-4μm掺杂Si的n型GaN层，其中，Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3。
6.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长多量子阱层的具体过程为：
将反应腔压力控制在300-320mbar，降低反应腔温度至620℃-640℃，通入N2、NH3、TMGa以及TMIn，生长厚度为3nm-4nm的InxGa(1-x)N阱层，其中，x＝0.15-0.25；
控制反应腔压力不变，升高反应腔温度至800℃-820℃，通入N2、NH3、TMGa，生长厚度为8nm-10nm的GaN垒层；
周期性依次进行生长InxGa(1-x)N阱层和GaN垒层的步骤，周期数为2-14个。
7.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长AlGaN电子阻挡层的具体过程为：
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和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掺杂浓度为1E19-1E20atoms/cm3。
8.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述生长掺杂Mg的P型GaN层的具体过程为：
保持反应腔压力400-900mbar、温度950-1000℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2及1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长50-200nm的掺杂Mg的P型GaN层，其中，Mg掺杂浓度1E19-1E20atoms/cm3。
9.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于，所述降温冷却的具体过程为：
降温至650-680℃，保温20-30min，关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111624036.3A CN114284406B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种氮化物发光二极管的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111624036.3A CN114284406B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种氮化物发光二极管的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114284406A CN114284406A (zh) | 2022-04-05 |
| CN114284406B true CN114284406B (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=80877201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111624036.3A Active CN114284406B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种氮化物发光二极管的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114284406B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115000260B (zh) * | 2022-07-01 | 2024-01-19 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | 外延结构层及其制备方法和led芯片 |
| CN115832138B (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-02 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
| CN116565087B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-12 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种发光二极管及制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012140844A1 (ja) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | パナソニック株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW428331B (en) * | 1998-05-28 | 2001-04-01 | Sumitomo Electric Industries | Gallium nitride single crystal substrate and method of producing the same |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111624036.3A patent/CN114284406B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012140844A1 (ja) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | パナソニック株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114284406A (zh) | 2022-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111223764B (zh) | 一种提高辐射复合效率的led外延生长方法 | |
| CN114284406B (zh) | 一种氮化物发光二极管的制备方法 | |
| CN109411573B (zh) | 一种led外延结构生长方法 | |
| CN112048710B (zh) | 一种减少led发光波长蓝移量的led外延生长方法 | |
| CN111370540B (zh) | 一种提高发光效率的led外延生长方法 | |
| CN113540296B (zh) | 适用于小间距显示屏的led外延片制作方法 | |
| CN113707772B (zh) | 一种降低位错密度的led外延片制作方法 | |
| CN112941490B (zh) | Led外延量子阱生长方法 | |
| CN112687770B (zh) | Led外延生长方法 | |
| CN111952418B (zh) | 一种提升发光效率的led多量子阱层生长方法 | |
| CN111769181B (zh) | 一种适用于小间距显示屏的led外延生长方法 | |
| CN113328015A (zh) | 提高亮度的发光二极管芯片制作方法 | |
| CN112420884B (zh) | 一种led外延多量子阱层生长方法 | |
| CN112599647B (zh) | Led外延多量子阱层生长方法 | |
| CN111769180B (zh) | 适用于小间距显示屏的led外延生长方法 | |
| CN111952420B (zh) | 一种适用于制作小间距显示屏的led外延生长方法 | |
| CN111276579B (zh) | 一种led外延生长方法 | |
| CN114823995A (zh) | Led外延片制作方法 | |
| CN114122206B (zh) | 发光二极管制作方法 | |
| CN113972304B (zh) | 一种led外延片制作方法 | |
| CN111223971A (zh) | 一种降低量子阱位错密度的led外延生长方法 | |
| CN111628056B (zh) | 一种提升晶体质量的led多量子阱层生长方法 | |
| CN113421951B (zh) | 发光二极管芯片制作方法 | |
| CN112420883B (zh) | 一种提高发光效率的led外延生长方法 | |
| CN113036005B (zh) | 提升内量子效率的led外延量子阱生长方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |