【技术实现步骤摘要】
一种LED外延层生长方法
本申请涉及LED外延设计应用
,具体地说,涉及一种LED外延层生长方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode,发光二极管)是一种固体照明,体积小、耗电量低使用寿命长高亮度、环保、坚固耐用等优点受到广大消费者认可,国内生产LED的规模也在逐步扩大;市场上对LED亮度和光效的需求与日俱增,客户关注的是LED更省电,亮度更高、光效更好,这就为LED外延生长提出了更高的要求。目前,LED市场上现在要求LED芯片驱动电压低,特别是大电流下驱动电压越小越好、光效越高越好;LED市场价值的体现为(光效)/单价,光效越好,价格越高,所以LED高光效一直是LED厂家和院校LED研究所所追求的目标。并且目前大部分厂家生产LED的尺寸已经由2英寸升级为4英寸。LED尺寸升级为4英寸后,LED普遍存在外延片翘曲大、发光效率低下等技术难题。因此,如何通过LED外延生长提高LED的发光效率,并减少外延片翘曲,成为现阶段亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此,本申请所要解决的技术问题是提供了一种LED外延层生长方法,把传统的n型GaN层,设计为N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层、H2气氛中温InGaN:Si层、N2气氛高温GaN:Mg层的结构,并通过引入NH3裂解工艺,以增强发光辐射效率,提高LED的发光效率,并减少外延片翘曲,改善外延片外观。为了解决上述技术问题,本申请有如下技术方案:一种LED外延层生长方法,其特征在于,依次包括:处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u-GaN层、生长N2和H ...
【技术保护点】
1.一种LED外延层生长方法,其特征在于,依次包括:处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u‑GaN层、生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层、生长H2气氛中温InGaN:Si层、生长N2气氛高温GaN:Mg层、NH3裂解、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却,其中,所述生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层包括:通入N2、H2及二甲基锌DMZn,在N2和H2的混合气氛下,保持生长温度为500℃至550℃,保持生长压力为450Torr至550Torr,并通入50‑70sccm的TMGa、1200‑1400sccm的TMIn、100‑130sccm的TMAl,生长厚度为70nm至110nm的N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层,Zn掺杂浓度为2E18atoms/cm
【技术特征摘要】
1.一种LED外延层生长方法,其特征在于,依次包括:处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u-GaN层、生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层、生长H2气氛中温InGaN:Si层、生长N2气氛高温GaN:Mg层、NH3裂解、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却,其中,所述生长N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层包括:通入N2、H2及二甲基锌DMZn,在N2和H2的混合气氛下,保持生长温度为500℃至550℃,保持生长压力为450Torr至550Torr,并通入50-70sccm的TMGa、1200-1400sccm的TMIn、100-130sccm的TMAl,生长厚度为70nm至110nm的N2和H2混合气氛低温AlInGaN:Zn层,Zn掺杂浓度为2E18atoms/cm3至5E18atoms/cm3;所述生长H2气氛中温InGaN:Si层包括:升高温度至750℃至850℃,通入H2和SiH4,在H2气氛下,保持生长温度为750℃至850℃,保持生长压力为450Torr至550Torr,并通入80-95sccm的TMGa、900-1000sccm的TMIn、生长厚度为60nm至80nm的H2气氛中温InGaN:Si层,Si掺杂浓度为1E19atoms/cm3至3E19atoms/cm3;所述生长N2气氛高温GaN:Mg层包括:升高温度至1050℃至1150℃,通入N2和CP2Mg,在N2气氛下,保持生长温度为1050℃至1150℃,保持生长压力为450Torr至550Torr,并通入110-130sccm的TMGa,生长厚度为40nm至55nm的N2气氛高温GaN:Mg层,Mg掺杂浓度为1E20atoms/cm3至1E21atoms/cm3;所述NH3裂解包括:保持压力不变,升高温度至1250℃,通入H2、N2作为载气,同时通入80-100L/min的NH3,反应过程中将温度从1250℃渐变增加至1400℃,NH3流量从100-80L/min渐变减少至20-30L/min,反应时间控制为35s-45s,使NH3在高温下充分裂解,裂解的N原子附着在上述生长的N2气氛高温GaN:Mg层上,同时裂解的H元素随载气输送至尾管排出反应室。2.根据权利要求1所述的一种LED外延层生长方法,其特征在于,所述处理衬底,具体为:将蓝宝石衬底在H2气氛里进行退火,清洁衬底表面,温度为1050℃至1150℃。3.根据权利要求1所述的一种LED外延层生长方法,其特征在于,所述生长低温成核层GaN和生长高温GaN缓冲层,具体为:降低温度至500℃至620℃,保持反应腔压力400Torr至650Torr,通入NH3和TMGa,在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm至40nm的低温成核层GaN;停止通入TMGa,进行...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐平,胡耀武,龚彬彬,谢鹏杰,
申请(专利权)人:湘能华磊光电股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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