InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片技术

本发明专利技术提供了一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片。InGaN/(In)GaN量子阱结构包括依次生成的N个量子阱，其中N≥1，第i个(1≤i≤N)量子阱的制造方法包括：若i＝1，则在预设基础结构上形成第一垒层，否则在第i‑1个量子阱上形成第一垒层；在第一垒层上通入第i预设数量的In原子；在第一垒层上形成InGaN阱层；在InGaN阱层上形成盖层；在盖层上形成第二垒层。本发明专利技术解决了光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，达到了提高光电器件的发光效率和发光均匀性的效果。

Fabrication of InGaN/(In)GaN Quantum Well Structure and LED Epitaxy

The invention provides a manufacturing method of an InGaN/(In) GaN quantum well structure and an LED epitaxy sheet. The structure of InGaN/(In)GaN quantum wells includes N quantum wells generated sequentially, in which N (> 1) and I (1 (< I < N) quantum wells are fabricated by the following methods: if I = 1, the first barrier layer is formed on the presupposed infrastructure, otherwise the first barrier layer is formed on the I 1 quantum well, the first barrier layer is connected to the number of I presupposed atoms, the InGaN well layer is formed on the first barrier layer, and the InGaN well layer is formed on the first barrier layer. A caprock is formed on the caprock; a second barrier is formed on the caprock. The invention solves the problems of low light-emitting efficiency and poor uniformity of light-emitting of photoelectric devices, and achieves the effect of improving the light-emitting efficiency and uniformity of light-emitting of photoelectric devices.

【技术实现步骤摘要】
InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片
本专利技术涉及氮化镓半导体器件制造与外延生长领域，尤其涉及一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片。
技术介绍
InGaN/(In)GaN量子阱结构是发光二极管和激光二极管等光电器件的核心。如果InGaN/(In)GaN量子阱结构中的每个量子阱均具有高均匀性，那么就会使得光电器件具有较高的发光效率和较好的发光均匀性。但是，在实际应用中，由于每个量子阱中的垒层和InGaN阱层间的晶格失配，会使得InGaN阱层中的In原子被挤出去。所以，在量子阱生长初期，In组分比较小，随着量子阱厚度增加，In组分也逐渐增加，直至达到饱和。这样就会使得In组分在量子阱中分布不均匀。因此，导致光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片，以实现InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造，解决光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，达到提高光电器件的发光效率和发光均匀性的效果。(二)技术方案根据本专利技术的第一方面，提供了一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法。InGaN/(In)GaN量子阱结构包括依次生成的N个量子阱，其中N≥1，第i个(1≤i≤N)量子阱的制造方法包括：若i＝1，则在预设基础结构上形成第一垒层，否则在第i-1个量子阱上形成第一垒层；在第一垒层上通入第i预设数量的In原子；在第一垒层上形成InGaN阱层；在InGaN阱层上形成盖层；在盖层上形成第二垒层。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述在所述第一垒层上通入第i预设数量的In原子，包括：在第i预设温度的条件下，按照第i预设流量，持续通入In源。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第i预设温度的取值范围为500～800℃。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，持续通入所述In源的时间段的取值范围为0～200s。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第i预设流量的取值范围为0～600ml/min。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，若所述第一垒层为GaN垒层，则在形成所述第一垒层的过程中，Ga源和N源均处于打开状态，在所述第一垒层形成后，关闭所述Ga源同时打开In源。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述In源为TMIn。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述Ga源为TMGa，或者为TEGa。根据本专利技术的第二方面，还提供了一种LED外延片，包括沿远离衬底表面方向上依次设置的低温GaN层、n型GaN层、InGaN/(In)GaN量子阱结构和p型GaN层，InGaN/(In)GaN量子阱结构为第一个方面中所述的InGaN/(In)GaN量子阱结构。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述衬底为蓝宝石衬底，或者为GaN衬底。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片具有以下有益效果：(1)对于InGaN/(In)GaN量子阱结构中的第i个(1≤i≤N)量子阱来说，在形成InGaN阱层之前，先通入第i预设数量的In原子，这样即使InGaN阱层中的In原子被挤出去了，先通入的第i预设数量的In原子也可以对挤出去的In原子进行补充，从而解决了In组分在第i个量子阱中分布不均匀的问题，进而避免由于InGaN/(In)GaN量子阱结构中的每个量子阱的In组分分布不均匀而导致的光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，因此，解决了光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，达到了提高光电器件的发光效率和发光均匀性的效果；(2)本专利技术InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片无需更改任何已有的工艺条件，降低了工艺成本，同时，对于InGaN/(In)GaN量子阱结构中的第i个(1≤i≤N)量子阱来说，只需要在形成InGaN阱层之前预先通入第i预设数量的In原子，方法简单易行。附图说明图1为本专利技术实施例提供的InGaN/(In)GaN量子阱结构的第一种结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的量子阱的第一种生长过程示意图；图3为本专利技术实施例提供的InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的量子阱的第二种生长过程示意图；图5为本专利技术实施例提供的InGaN/(In)GaN量子阱结构的第二种结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的LED外延片的第一种结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的LED外延片的第二种结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的LED外延片的第三种结构示意图。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，下面将结合附图对本专利技术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。目前，InGaN/(In)GaN量子阱结构是发光二极管和激光二极管等光电器件的核心。如果InGaN/(In)GaN量子阱结构中的每个量子阱均具有高均匀性，那么就会使得光电器件具有较高的发光效率和较好的发光均匀性。但是，在实际应用中，由于每个量子阱中的垒层和InGaN阱层间的晶格失配，会使得InGaN阱层中的In原子被挤出去。所以，在量子阱生长初期，In组分比较小，随着量子阱厚度增加，In组分也逐渐增加，直至达到饱和。这样就会使得In组分在量子阱中分布不均匀。因此，导致光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，基于此，本专利技术实施例提供的一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法及LED外延片，可以解决光电器件的发光效率低和发光均匀性差的问题，达到提高光电器件的发光效率和发光均匀性的效果。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，InGaN/(In)GaN量子阱结构包括依次生成的N个量子阱，其中N≥1，N为整数。示例性的，如图1所示，InGaN/(In)GaN量子阱结构可以包括依次生成的N个量子阱，依次生成的N个量子阱分别为：第1个量子阱01、第2个量子阱02、...、以及第N个量子阱03。也就是说，第1个量子阱01形成之后，在第1个量子阱01上形成第2个量子阱02，直至形成第N个量子阱03。需要特别说明的是，N可以等于1，即InGaN/(In)GaN量子阱结构可以只包括一个量子阱，此时，InGaN/(In)GaN量子阱结构为单量子阱。在现有技术中，以InGaN/(In)GaN量子阱结构中的每个量子阱的垒层为GaN垒层为例进行说明，InGaN/(In)GaN量子阱结构中的每个量子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，所述InGaN/(In)GaN量子阱结构包括依次生成的N个量子阱，其中N≥1，其特征在于，第i个(1≤i≤N)量子阱的制造方法包括：若i＝1，则在预设基础结构上形成第一垒层，否则在第i‑1个量子阱上形成所述第一垒层；在所述第一垒层上通入第i预设数量的In原子；在所述第一垒层上形成InGaN阱层；在所述InGaN阱层上形成盖层；在所述盖层上形成第二垒层。

【技术特征摘要】
1.一种InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，所述InGaN/(In)GaN量子阱结构包括依次生成的N个量子阱，其中N≥1，其特征在于，第i个(1≤i≤N)量子阱的制造方法包括：若i＝1，则在预设基础结构上形成第一垒层，否则在第i-1个量子阱上形成所述第一垒层；在所述第一垒层上通入第i预设数量的In原子；在所述第一垒层上形成InGaN阱层；在所述InGaN阱层上形成盖层；在所述盖层上形成第二垒层。2.根据权利要求1所述的InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，其特征在于，所述在所述第一垒层上通入第i预设数量的In原子，包括：在第i预设温度的条件下，按照第i预设流量，持续通入In源。3.根据权利要求2所述的InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，其特征在于，所述第i预设温度的取值范围为500～800℃。4.根据权利要求2所述的InGaN/(In)GaN量子阱结构的制造方法，其特征在于，持续通入所述In源的时间段的取值范围为0～200s。5.根据权利要求2所述的InGa...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭莉媛，赵德刚，梁锋，杨静，朱建军，刘宗顺，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11