发光二极管的外延片的制备方法及外延片技术

本发明专利技术公开了发光二极管的外延片的制备方法及外延片，属于发光二极管制作领域。向反应腔间断性地通入镓源持续通入铝源，间断性通入镓源可使得反应腔内存在适量的镓原子，适量的镓原子起到活化剂的作用，得到的AlGaN缓冲子层的质量较好，AlN缓冲子层与存在适量镓原子的AlGaN缓冲子层匹配良好，对在AlGaN缓冲子层上生长的AlN缓冲子层的质量有提高。而在生长AlN缓冲子层时，由于氨气与铝源之间存在气相反应，这种反应生成的部分反应物会掺入AlN缓冲子层中，影响AlN缓冲子层的质量。间断性地通入氨气，氨气的减少可以抑制铝与氨气发生气相反应，减少氨气与铝源反应生长的反应物并入AlN缓冲子层，提高AlN缓冲子层的质量，最终得到的外延片的晶体质量得到提高。

Preparation and Epitaxy Wafer of Light Emitting Diode

【技术实现步骤摘要】
发光二极管的外延片的制备方法及外延片
本专利技术涉及发光二极管制作领域，特别涉及发光二极管的外延片的制备方法及外延片。
技术介绍
外延片是制作发光二极管的基础结构，外延片的结构包括衬底及在衬底上生长出的外延层。其中，外延层的结构主要包括：依次生长在衬底上的AlN缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层。衬底与非掺杂GaN层之间的AlN缓冲层可以起到减小衬底与非掺杂GaN层之间的晶格失配，但由于在衬底上直接生长的AlN缓冲层的质量仍存在一定的缺陷，缺陷影响AlN缓冲层上生长的非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层等结构的质量，导致最终得到的外延片的晶体质量仍不够理想。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了发光二极管的外延片的制备方法及外延片，能够提高最终得到的发光二极管的外延片的晶体质量。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述制备方法包括：提供一衬底；向反应腔内间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源、氨气，在所述衬底上生长AlGaN缓冲子层；向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，在所述AlGaN缓冲子层上生长AlN缓冲子层；在所述AlN缓冲子层上生长非掺杂GaN层；在所述非掺杂GaN层上生长N型GaN层；在所述N型GaN层上生长多量子阱层；在所述多量子阱层上生长P型GaN层。可选地，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每次向所述反应腔内通入的氨气的流量为1500～2400μmol/min，向所述反应腔内通入的铝源的流量与每次向所述反应腔内通入的氨气的流量的比值为1:120～1:180。可选地，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每间隔8～10s通入一次所述氨气。可选地，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每次通入所述氨气的时间为4～6s。可选地，每两次通入所述氨气之间的间隔时间均相等，每次通入所述氨气的时间与所述间隔时间的比值为1:1.5～1:2。可选地，向所述反应腔内通入氨气的次数为20～30次。可选地，所述AlN缓冲子层的生长温度逐渐增加，每次向所述反应腔内通入的氨气的流量逐渐增加。可选地，所述AlN缓冲子层的生长温度为800～1000℃。可选地，向反应腔内间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源、氨气，包括：每次向所述反应腔内通入的镓源的流量为0.3～0.5μmol/min，向所述反应腔内通入的氨气的流量为500～800μmol/min，向所述反应腔内通入的铝源的流量与每次向所述反应腔内通入的氨气的流量的比值为1:120～1:180。可选地，所述外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的AlGaN缓冲子层、AlN缓冲子层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：向反应腔间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源，间断性通入镓源可使得反应腔内存在适量的镓原子，适量的镓原子起到活化剂的作用，促进铝原子在衬底上的扩散与迁移，在衬底上能够得到生长较为均匀的岛状结构并通过岛状结构继续生长为质量较好的膜状结构的AlGaN缓冲子层，AlN缓冲子层与质量较好的存在适量镓原子的AlGaN缓冲子层匹配良好，对在AlGaN缓冲子层上生长的AlN缓冲子层的质量有提高。而在生长AlN缓冲子层时，由于氨气与铝源之间存在的气相反应，这种反应生成的除AlN晶体之外的铝源与氨气的复合物可能会掺入AlN缓冲子层中，作为杂质影响到AlN缓冲子层的质量。间断性通入氨气时通入反应腔内的氨气的量会减少，氨气的减少可减少铝源与氨气直接发生气相反应的可能，减少铝源与氨气的复合物并入AlN缓冲子层，提高AlN缓冲子层的质量，最终得到的外延片的晶体质量得到提高。且间断性地通入氨气时，铝源中的铝原子有足够的时间铺陈在衬底上。这种设置相对原有的AlN缓冲层生长时连续通入氨气的情况，原有的AlN缓冲层的结构中，由于铝原子粘性较强，堆积在衬底的部分区域的铝原子会直接与氨气在衬底的部分区域反应生长AlN晶体，生长得到的AlN缓冲层的均匀性与质量较差。本方法中铝源通入反应腔之后，在通入氨气的间隔时间中，铝源中的在铝原子可以充分铺陈在衬底上，再通入的氨气与铺陈较为均匀的铝原子反应生成AlN的晶体，衬底上各处生长的AlN晶体较为均匀，最终得到的AlN缓冲子层的表面生长较为平整均匀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的外延片的制备方法及外延片流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种发光二极管的外延片的制备方法及外延片流程图；图4是本专利技术实施例提供的另一种发光二极管的外延片的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的外延片的制备方法流程图，如图1所示，该制备方法包括：S101：提供一衬底。S102：向反应腔内间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源、氨气，在衬底上生长AlGaN缓冲子层。S103：向反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，在AlGaN缓冲子层上生长AlN缓冲子层。S104：在AlN缓冲子层上生长非掺杂GaN层。S105：在非掺杂GaN层上生长N型GaN层。S106：在N型GaN层上生长多量子阱层。S107：在多量子阱层上生长P型GaN层。向反应腔间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源，间断性通入镓源可使得反应腔内存在适量的镓原子，适量的镓原子起到活化剂的作用，促进铝原子在衬底上的扩散与迁移，在衬底上能够得到生长较为均匀的岛状结构并通过岛状结构继续生长为质量较好的膜状结构的AlGaN缓冲子层，AlN缓冲子层与质量较好的存在适量镓原子的AlGaN缓冲子层匹配良好，对在AlGaN缓冲子层上生长的AlN缓冲子层的质量有提高。而在生长AlN缓冲子层时，由于氨气与铝源之间存在的气相反应，这种反应生成的除AlN晶体之外的铝源与氨气的复合物可能会掺入AlN缓冲子层中，作为杂质影响到AlN缓冲子层的质量。间断性通入氨气时通入反应腔内的氨气的量会减少，氨气的减少可减少铝源与氨气直接发生气相反应的可能，减少铝源与氨气的复合物并入AlN缓冲子层，提高AlN缓冲子层的质量，最终得到的外延片的晶体质量得到提高。且间断性地通入氨气时，铝源中的铝原子有足够的时间铺陈在衬底上。这种设置相对原有的AlN缓冲层生长时连续通入氨气的情况，原有的AlN缓冲层的结构中，由于铝原子粘性较强，堆积在衬底的部分区域的铝原子会直接与氨气在衬底的部分位置反应生长AlN晶体，生长得到的AlN缓冲层的均匀性与质量较差。本方法中铝源通入反应腔之后，在通入氨气的间隔时间中，铝源中的在铝原子可以充分铺陈在衬底上，再通入的氨气与铺陈较为均匀的铝原子反应生成AlN的晶体，衬底上各处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一衬底；向反应腔内间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源、氨气，在所述衬底上生长AlGaN缓冲子层；向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，在所述AlGaN缓冲子层上生长AlN缓冲子层；在所述AlN缓冲子层上生长非掺杂GaN层；在所述非掺杂GaN层上生长N型GaN层；在所述N型GaN层上生长多量子阱层；在所述多量子阱层上生长P型GaN层。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一衬底；向反应腔内间断性地通入镓源，向反应腔内持续通入铝源、氨气，在所述衬底上生长AlGaN缓冲子层；向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，在所述AlGaN缓冲子层上生长AlN缓冲子层；在所述AlN缓冲子层上生长非掺杂GaN层；在所述非掺杂GaN层上生长N型GaN层；在所述N型GaN层上生长多量子阱层；在所述多量子阱层上生长P型GaN层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每次向所述反应腔内通入的氨气的流量为1500～2400μmol/min，向所述反应腔内通入的铝源的流量与每次向所述反应腔内通入的氨气的流量的比值为1:120～1:180。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每间隔8～10s通入一次所述氨气。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，向所述反应腔内间断性地通入氨气，向反应腔内持续通入铝源，包括：每次通入所述氨气的时间为4～6s。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋媛媛，纪磊，从颖，胡加辉，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42