本发明专利技术公开一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法，在衬底上表面蒸镀AlN缓冲层；在AlN缓冲层上外延生长GaN缓冲层；在GaN缓冲层上外延生长复合缓冲层，反应温度至1000℃左右；复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成；生长完复合缓冲层再升高外延生长温度至1050℃以上依次进行外延生长非故意掺杂层及第一型导电层；降低外延生长温度至低于800℃在第一型导电层上外延生长有源层；升高温度至900℃以上，在有源层上依次生长第二型导电层及欧姆接触层。本发明专利技术解决采用大尺寸衬底生长外延片过程中因温度变化导致翘曲变大而引起外延表面异常及电性能异常问题。
【技术实现步骤摘要】
一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法
本专利技术涉及发光二极管
，尤其是指一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法。
技术介绍
如图1所示，现有技术揭示的传统大尺寸发光二极管外延片的结构，在大尺寸衬底10上采用PVD蒸镀一层缓冲层20，缓冲层20为AlN缓冲层，或者为GaN缓冲层，或者为AlGaN缓冲层；在缓冲层20上生长非故意掺杂层（uGaN）30；在非故意掺杂层30上生长第一型导电层（nGaN）40；在第一型导电层（nGaN）40上生长有源层（MQW）50；在有源层（MQW）50上生长第二型导电层（pGaN）60；在第二型导电层（pGaN）60生长欧姆接触层（ITO）70。如图2a所示，在缓冲层上生长非故意掺杂层（uGaN）时，如果翘曲太大，会导致生长有源层（MQW）时的衬底还处于凹曲状态；如图2b所示，在缓冲层上生长非故意掺杂层（uGaN）时，如果翘曲适中，生长有源层（MQW）时的衬底可以处于平整状态；如图2c所示，在缓冲层上生长非故意掺杂层（uGaN）时，如果翘曲偏小，会导致生长有源层（MQW）时的衬底还处于凸曲状态。由于缓冲层通常设置为一层，因此，在缓冲层上生长非故意掺杂层（uGaN）时难以翘曲适中，无法进行翘曲调整，进而使得外延生长过程中外延片的翘曲变化不稳定，导致的工艺窗口变窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法，以解决采用大尺寸衬底生长外延片过程中因温度变化导致翘曲变大而引起外延表面异常及电性能异常问题。为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法，包括以下步骤：一，在衬底上表面蒸镀AlN缓冲层；二，在AlN缓冲层上外延生长GaN缓冲层，反应温度小于600℃，反应压力小于300乇，生长速率低于0.9um/h，且在外延生长过程中，生长温升至900℃左右；三，在GaN缓冲层上外延生长复合缓冲层，反应温度至1000℃；复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成，GaN缓冲层生长在AlN缓冲层上，多层缓冲层生长在GaN缓冲层上，多层缓冲层包括GaInN/GaN/AlGaN、AlGaN/GaN/GaInN、GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构；复合缓冲层中的GaInN材料采用100℃左右生长，然后再降温至900℃生长GaN材料，最后再升温至1000℃生长AlGaN材料；四，生长完复合缓冲层再升高外延生长温度至1050℃以上依次进行外延生长非故意掺杂层及第一型导电层；五，降低外延生长温度至低于800℃在第一型导电层上外延生长有源层；六，升高温度至900℃以上，在有源层上依次生长第二型导电层及欧姆接触层。进一步，在第二型导电层与欧姆接触层之间生长电子阻挡层，生长温度为900℃以上。进一步，衬底为大尺寸蓝宝石衬底。进一步，AlN缓冲层的厚度≦40nm。进一步，GaN缓冲层的厚度≦10nm。进一步，多层缓冲层的厚度≦200nm。进一步，多层缓冲层GaInN/GaN/AlGaN中GaInN的厚度d1满足0<d1<150nm，GaN的厚度d2满足0<d2<30nm，AlGaN的厚度d3满足0<d3<150nm。进一步，多层缓冲层GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构，其中超晶格的单组厚度小于10nm；超晶格对数最大30对。一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片，衬底上生长AlN缓冲层，AlN缓冲层上生长复合缓冲层，复合缓冲层上生长非故意掺杂层，非故意掺杂层上生长第一型导电层，第一型导电层上生长有源层，有源层上生长第二型导电层，第二型导电层上生长欧姆接触层；复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成，GaN缓冲层生长在AlN缓冲层上，多层缓冲层生长在GaN缓冲层上，多层缓冲层包括GaInN/GaN/AlGaN、AlGaN/GaN/GaInN、GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构。进一步，衬底为大尺寸蓝宝石衬底。进一步，AlN缓冲层的厚度≦40nm。进一步，GaN缓冲层的厚度≦10nm。进一步，多层缓冲层的厚度≦200nm。进一步，多层缓冲层GaInN/GaN/AlGaN中GaInN的厚度d1满足0<d1<150nm，GaN的厚度d2满足0<d2<30nm，AlGaN的厚度d3满足0<d3<150nm。进一步，多层缓冲层GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构，其中超晶格的单组厚度小于10nm；超晶格对数最大30对。进一步，在有源层与第二型导电层之间生长电子阻挡层。采用上述方案后，本专利技术复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成，GaN缓冲层生长在AlN缓冲层上，多层缓冲层生长在GaN缓冲层上，多层缓冲层包括包括GaInN/GaN/AlGaN、AlGaN/GaN/GaInN、GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构。因此，通过监控上一生长周期的翘曲曲线，对本周期外延结构中的多层缓冲层的结构做调整的，达到获得高质量、均匀性好的外延片：1、在偏凸的情况可通过提高GaInN层中In组分含量或厚度，使得外延片的应力变化为翘曲更倾向于凹状，从而改善外延片生长偏凸的状态；也可通过降低AlGaN层的Al组分含量或厚度可微调至凹状；2、在偏凹状的情况可通过提高AlGaN层的Al组分含量或厚度，使得外延片的应力变化为翘曲更倾向于凸状，从而改善外延片生长偏凹的状态；也可通过降低GaInN层中In组分含量或厚度微调至凸状。其中夹于GaInN和AlGaN中间的GaN层起到渐进缓冲、调节应力的作用。通过GaN层的厚度调整也可适当调节外延片翘曲状态。附图说明图1是现有技术大尺寸发光二极管外延片的结构示意图；图2a是现有技术生长非故意掺杂层与有源层时翘曲示意图一；图2b是现有技术生长非故意掺杂层与有源层时翘曲示意图二；图2c是现有技术生长非故意掺杂层与有源层时翘曲示意图三；图3是本专利技术的结构示意图；图4是本专利技术翘曲产生原理及调整示意图。标号说明衬底10缓冲层20非故意掺杂层30第一型导电层40有源层50第二型导电层60欧姆接触层70衬底1AlN缓冲层2复合缓冲层3GaN缓冲层31多层缓冲层32GaInN层321GaN层322AlGaN层323非故意掺杂层4第一型导电层5有源层6第二型导电层7欧姆接触层8。具体实施方式以下结合附图及具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：一，在衬底上表面蒸镀AlN缓冲层；二，在AlN缓冲层上外延生长GaN缓冲层，反应温度小于600℃，反应压力小于300乇，生长速率低于0.9um/h，且在外延生长过程中，生长温升至900℃左右；三，在GaN缓冲层上外延生长复合缓冲层，反应温度至1000℃；复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成，GaN缓冲层生长在AlN缓冲层上，多层缓冲层生长在GaN缓冲层上，多层缓冲层包括GaInN/GaN/AlGaN、AlGaN/GaN/GaInN、GaInN/GaN超晶格结构/AlGaN、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、GaInN/GaN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN/GaInN超晶格结构；复合缓冲层中的GaInN材料采用1000℃左右生长，然后再降温至900℃生长GaN材料，最后再升温至1000℃生长AlGaN材料；四，生长完复合缓冲层再升高外延生长温度至1050℃以上依次进行外延生长非故意掺杂层及第一型导电层；五，降低外延生长温度至低于800℃在第一型导电层上外延生长有源层；六，升高温度至900℃以上，在有源层上依次生长第二型导电层及欧姆接触层。...
【技术特征摘要】
1.一种不易发生翘曲的大尺寸发光二极管外延片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：一，在衬底上表面蒸镀AlN缓冲层；二，在AlN缓冲层上外延生长GaN缓冲层，反应温度小于600℃，反应压力小于300乇，生长速率低于0.9um/h，且在外延生长过程中，生长温度升至900℃；三，在GaN缓冲层上外延生长多层缓冲层，反应温度至1000℃；复合缓冲层由GaN缓冲层和多层缓冲层构成，GaN缓冲层生长在AlN缓冲层上，多层缓冲层生长在GaN缓冲层上，多层缓冲层包括GaInN/GaN/AlGaN、AlGaN/GaN/GaInN；复合缓冲层中的GaInN材料采用1000℃生长，然后再降温至900℃生长GaN材料，最后再升温至1000℃生长AlGaN材料；四，生长完复合缓冲层再升高外延生长温度至1050℃以上依次进行外延生长非故意掺杂层及第一型导电层；五，降低外延生长温度至低于800℃在第一型导电层上外延生长有源层；六，升高温度至900℃以上，在有源层上依次生长第二型导电层及欧...
【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，张永，汪洋，卓祥景，姜伟，童吉楚，方天足，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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