一种改善漏电流的发光二极管制备方法技术

本发明专利技术提出了一种发光二极管的制备方法，在N型层与浅量子阱层沉积步骤之间插入一杂质去除步骤，利用陡变方式增加杂质管路的载气流量，充分快速吹扫该管路的残留杂质，避免残留杂质进入浅量子阱层影响该层的晶体结构，降低对发光二极管的反向漏电流的影响，改善LED结构的可靠性和生产的良品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光二极管制备
，特别涉及一种改善漏电流的发光二极管的制备方法。
技术介绍
发光二极管具有节能、环保、寿命长等优点，已经广泛应用于IXD背光、户外显示、景观照明以及普通照明等领域。目前主要的蓝、绿光发光器件为氮化物半导体，参看图1，现有常规的外延结构为衬底10、缓冲层20、N型层30、浅量子阱层40、量子阱层50和P型层60，而由于发光二极管在MOCVD腔室中生长时对于环境条件非常敏感，因此在生长过程中当前一层的生长结束后如腔室环境未及时变更为后一层的生长时，则容易对后一层的性能或功能造成不良影响，例如N型层与浅量子阱层，由于N型层为高浓度掺杂层，其掺杂浓度高于浅量子阱层杂质设定浓度的10倍以上，当N型层生长结束后，继续生长浅量子阱层时，则因生长N型层残留的杂质进入浅量子阱层，造成晶体生长时存在缺陷，进而发生发光二极管结构的反向漏电现象。在正常的产品中，如发光二极管结构在5V电压、20mA电流下工作，理想情况下漏电流应该为零，但实际情况并非如此，由于实际生长条件的限制，一般都会出现漏电电流，此情况限制了发光二极管结构的光电性能和使用条件，极大地降低了发光二极管的使用性能和抗光衰性能。在现有制备技术中，经常会出现发光二极管的反向漏电在5V电压、20mA电流下工作时反向漏电流超过I μ A甚至10 μ A的情况，大大降低了发光二极管结构的可靠性和生产的良品率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了，即在N型层与浅量子阱层沉积之间插入一杂质去除步骤，利用该步骤去除上一沉积层残留的杂质，改善浅量子阱层的结构性能。本专利技术解决上述问题的技术方案为:，包括: 提供一衬底； 通入金属源，沉积缓冲层于所述衬底之上； 通入金属源和杂质源，沉积N型层于所述缓冲层之上； 通入金属源和杂质源或金属源，沉积浅量子阱层于所述N型层之上； 继续通入金属源和杂质源或金属源，沉积量子阱层于所述浅量子阱层之上；最后通入金属源、P型杂质源，沉积P型层于所述量子阱层之上，形成发光二极管结构；其中，所述浅量子阱层沉积之前还包含一杂质去除步骤，所述杂质去除步骤具体为:停止通入金属源及杂质，通入氮气和氨源，在第一时间段内调节杂质管路载气流量为浅量子阱正常生长时杂质设定流量的10~25倍，利用高于正常生长时杂质设定流量的载气吹扫杂质管路，去除N型层生长步骤中残留的杂质，避免造成残留的杂质进入浅量子阱层；然后再在第二时间段内调节杂质管路流量到正常生长时设定流量，直至呈稳定状态，随后打开金属源，继续沉积浅量子阱层。优选的，所述调节杂质管路载气流量为浅量子阱层正常生长时杂质流量的15~25倍是通过陡变方式实现。优选的，所述调节杂质管路流量到正常生长流量是通过渐变方式实现。优选的，所述第一时间段为30~60秒。优选的，所述第二时间段为20~50秒。优选的，所述第一时间段与第二时间段之和为50~100秒。优选的，所述金属源为镓源、或是镓源和铟源、或是镓源和铝源、或是镓源、铟源和铝源。优选的，所述杂质为N型杂质，选自硅或锗或锡的其中一种。优选的，所述浅量子阱层为非掺杂或掺杂浓度为I X 1016cm_3~5 X 1017cm_3的InGaN/GaN超晶结构。优选的，所述N型层杂质设定浓度为I X 1017cnT3~5 X 1019cnT3。优选的，所述杂质去除步骤还包括温度、金属源和杂质流量或温度和金属源流量由N型层生长设定值调变至浅量子阱层生长设定值的过程。本专利技术至少具有以下有益效果:在N型层与浅量子阱层沉积之间插入一杂质去除步骤，利用陡变方式增加杂质管路的载气流量，充分快速吹扫该管路的残留杂质，避免残留杂质进入浅量子阱层影响该层的晶体结构，降低对发光二极管的反向漏电流的影响，改善LED结构的可靠性和生产的良品率。【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为现有技术中发光二极管结构示意图。图2为本专利技术之实施例中发光二极管结构示意图。图3为本专利技术之实施例中发光二极管制备流程示意图。图中:10.衬底；20.缓冲层；30.N型层；40.浅量子阱层；50.量子阱层；60.P型层O【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。实施例1 参看附图2和3，，包括如下流程: 首先提供衬底10，将其置入MOCVD腔室，衬底10的材料为蓝宝石、硅、碳化硅等，此处优选蓝宝石衬底；调节MOCVD腔室温度至400~1200°C，通入金属源(此处优选镓源)、NH3.H2进行外延生长厚度为10~3000nm的缓冲层20，并覆盖于衬底10表面；调节腔室温度至900~1200°C，在上述金属源、NH3.H2持续通入的条件下，增加N型杂质的通入，进行厚度为4~6μπι的N型层30的生长，该杂质选自于硅或锗或锡的其中一种，本实施例优选硅杂质，杂质浓度为I X 1017cm_3~5X 1019cm_3;随后停止通入N型层30生长所需的金属源、H2和杂质，改通入N 2，同时调节符合浅量当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善漏电流的发光二极管制备方法，其包括：提供一衬底；通入金属源，沉积缓冲层于所述衬底之上；通入金属源和杂质源，沉积N型层于所述缓冲层之上；通入金属源和杂质源或金属源，沉积浅量子阱层于所述N型层之上；继续通入金属源和杂质源或金属源，沉积量子阱层于所述浅量子阱层之上；最后通入金属源、P型杂质源，沉积P型层于所述量子阱层之上，形成发光二极管结构；其特征在于：所述浅量子阱层沉积之前还包含一杂质去除步骤，所述杂质去除步骤具体为：停止通入金属源及杂质，通入氮气和氨源，在第一时间段内调节杂质管路载气流量为浅量子阱层正常生长时杂质设定流量的10~25倍，利用高于正常生长时杂质设定流量的载气吹扫杂质管路，去除N型层生长步骤中残留的杂质，避免造成残留的杂质进入浅量子阱层；然后再在第二时间段内调节杂质管路载气流量到浅量子阱层正常生长时设定流量，直至呈稳定状态，随后打开金属源，继续沉积浅量子阱层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林继宏，卓昌正，林兓兓，张家宏，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34