一种发光二极管三维结构层的生长方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管三维结构层的生长方法。包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃，其中，采用第一条件或第二条件进行三维结构层的生长，可以有效降低晶体的位错密度，进而使得LED芯片的各项光电参数性能都有较大提升。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管三维结构层的生长方法
本专利技术涉及半导体技术，尤其涉及一种发光二极管三维结构层的生长方法。
技术介绍
利用金属有机化合物化学气相沉积法(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，简称MOCVD)生长发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)时，外延结构的底层对LED的性能影响非常的大，因为良好的底层可以将外延生长时产生的应力得到释放提高波长均匀性，降低位错密度从而提高晶体质量，晶体质量的提升又可以提高LED的亮度、反向电压等其它光电学性能。在进行外延生长氮化镓(GaN)时，使用的大多数为蓝宝石(Al2O3)衬底，在其上面进行异质外延生长时由于两种晶体之间晶格尺寸差距太大，导致不能在其上面进行晶体生长。现有技术中是通过先在Al2O3衬底上生长成核层，在成核层的基础上，然后在低温、高压、低转速的条件下，在成核层上生长三维结构(三维结构层，又称为岛状结构)的GaN并使其合并，从而可以在消耗最少的情况下让三维结构层合拢并生长平整，进而使得异质外延产生的晶格失配达到最小从而减少缺陷密度。但采用上述方法生长的三维结构层的结晶质量较差，从而导致岛状结构不能及时的合并以致晶体的位错密度较高，进而严重影响了LED质量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种发光二极管三维结构层的生长方法，以克服现有技术生长的三维结构层所导致晶体的位错密度较高，从而导致LED质量差的问题。本专利技术第一方面提供一种发光二极管三维结构层的生长方法，包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述三维结构层在第一条件下生长时，所述转速为1200转/分、所述压力为500托。在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述三维结构层在第二条件下生长时，所述转速为60转/分、所述压力为260托。结合第一方面、第一方面的第一至第二种任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述衬底为蓝宝石Al2O3、硅Si或碳化硅SiC。结合第一方面、第一方面的第一至第二种任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述缓冲层、所述三维结构层、所述非掺杂层、所述N型掺杂层、所述量子阱发光层和所述P型掺杂层为氮化镓GaN。本专利技术中，在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃，其中，采用第一条件或第二条件进行三维结构层的生长，可以有效降低晶体的位错密度，进而使得LED芯片的各项光电参数性能都有较大提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的利用维易科(VEECO)K系列机型进行三维结构层的生长的方法流程图；图2所示为VEECOK系列500转/分时三维结构层合并模拟截面图；图3所示为VEECOK系列1200转/分时三维结构层合并模拟截面图；图4为本专利技术实施例提供的利用爱思强(AIXTRON)CRIUS系列机型进行三维结构层的生长的方法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面通过具体的实施例及附图，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。本专利技术实施例提供一种发光二极管三维结构层的生长方法，该方法具体就可以包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃。可选的，本实施例中衬底可以为蓝宝石Al2O3、硅Si或碳化硅SiC等，缓冲层、非掺杂层、N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层可以为氮化镓GaN等。并且可以采用现有技术中的各种方法在衬底上生长缓冲层、N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，而三维结构层则采用本实施例提供的方法进行生长。进一步的，在转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃的条件下生长三维结构层时，最优的转速为1200转/分、最优的压力为500托；而在转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃的条件下生长三维结构层时，最优的转速为60转/分、最优的压力为260托。本实施例提供的发光二级管三维结构层生长方法，包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃，其中，采用第一条件或第二条件进行三维结构层的生长，可以有效降低晶体的位错密度，进而使得LED芯片的各项光电参数性能都有较大提升。下面通过两个具体实施例，分别对不同条件下发光二极管底层的生长过程进行详细描述。具体的，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管三维结构层的生长方法，其特征在于，包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U‑GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速小于等于1300转/分并且大于等于500转/分、压力小于等于600托并且大于等于300托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃；或者，所述三维结构层在第二条件下生长，所述第二条件包括：转速小于等于100转/分并且大于等于40转/分、压力小于等于500托并且大于等于100托、温度小于等于1200℃并且大于等于1000℃。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管三维结构层的生长方法，其特征在于，包括：在衬底上，从下至上依次生长缓冲层、三维结构层、非掺杂氮化镓U-GaN层，N型掺杂层、量子阱发光层和P型掺杂层，所述三维结构层在第一条件下生长，所述第一条件包括：转速为1100转/分、压力为450托，温度为1050℃，氮气：氢气：氨气的流量比例为(75:150:56)升/分钟；或者，所述三维结构层在第二条件下生...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦建军，黄炳源，周德保，康建，梁旭东，
申请(专利权)人：圆融光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34