一种LED外延生长方法技术

本发明专利技术提供了一种提高抗静电能力及发光效率的LED外延生长方法，具体如下：步骤1、处理衬底；步骤2、在衬底上生长低温缓冲层氮化镓层；步骤3、生长不掺杂的氮化镓层；步骤4、生长复合N型层；步骤5、生长多量子阱发光层；步骤6、生长掺杂铝和镁的电子阻挡层；步骤7、生长掺杂镁的高温P型氮化镓层；步骤8、在温度为750～800℃、压力为500～800mbar的条件下，炉内退火25～30min，关闭加热系统和给气系统后，随炉冷却。本发明专利技术所述的外延生长方法大大释放了底部应力，降低了底部位错密度，提高了氮化镓晶体质量，改善了电流扩展，使LED的抗静电性能得到改善，还提高了LED的光输出功率。

A method of LED epitaxial growth

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延生长方法
本专利技术涉及LED
，具体涉及一种LED外延生长方法。
技术介绍
目前，通过金属化学气相沉积法MOCVD生长得到的LED外延结构，容易存在衬底和氮化镓层间晶格失配的缺陷问题，缺陷包括点位错、韧性位错和螺旋位错，且位错密度介于1×1010～3×1010个/m2，位错的存在破坏了氮化镓原本的晶体排序，对LED器件带来很多负面影响，如螺旋位错使得LED外延结构从外延层底层延伸至外延层表面，穿过发光层，为LED器件的漏电提供了路径，又LED器件的漏电加速了器件的老化，LED器件的抗静电能力也因位错的存在而大大的减弱。现有的LED市场要求LED芯片的驱动电压低，特别是在大电流密度下驱动电压越低越好、光效越高越好，但电流密度过高，若LED外延结构的缺陷问题没有得到有效解决，位错密度没有得到有效降低，在高密度电流从漏电路径通过时，容易造成LED器件被击穿损伤。综上所述，急需一种LED外延生长方法，解决现有LED外延结构中存在的衬底和氮化镓层间晶格失配的缺陷问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED外延生长方法，其特征在于，包括生长复合N型层的过程，所述外延生长方法具体如下：/n步骤1、处理衬底；/n步骤2、在衬底上生长低温缓冲层氮化镓层；/n步骤3、生长不掺杂的氮化镓层；/n步骤4、生长复合N型层；/n步骤5、生长多量子阱发光层；/n步骤6、生长掺杂铝和镁的电子阻挡层；/n步骤7、生长掺杂镁的高温P型氮化镓层；/n步骤8、在温度为750～800℃、压力为500～800mbar的条件下，炉内退火25～30min，关闭加热系统和给气系统后，随炉冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED外延生长方法，其特征在于，包括生长复合N型层的过程，所述外延生长方法具体如下：
步骤1、处理衬底；
步骤2、在衬底上生长低温缓冲层氮化镓层；
步骤3、生长不掺杂的氮化镓层；
步骤4、生长复合N型层；
步骤5、生长多量子阱发光层；
步骤6、生长掺杂铝和镁的电子阻挡层；
步骤7、生长掺杂镁的高温P型氮化镓层；
步骤8、在温度为750～800℃、压力为500～800mbar的条件下，炉内退火25～30min，关闭加热系统和给气系统后，随炉冷却。


2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、交替生长掺杂硅的氮化铝镓层和掺杂硅的氮化镓层；
步骤4.2、高温交替生长中浓度掺杂硅的氮化镓层和不掺杂的氮化镓层；
步骤4.3、中低温生长高浓度掺杂硅的氮化镓层；
步骤4.4、高温生长高浓度掺杂硅的氮化镓层；
步骤4.5、生长掺杂硅的氮化铝镓层；
步骤4.6、高温生长低浓度掺杂硅的N型氮化镓层。


3.根据权利要求2所述的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤4中，
步骤4.1、交替生长掺杂硅的氮化铝镓层和掺杂硅的氮化镓层，具体是：在反应腔压力为100～200mbar、温度为980～1030℃以及通入流量为10～50L/min的氨气、50～150sccm的三甲基镓、0～300sccm的三甲基铝2～10sccm的硅烷的条件下，交替生长掺杂硅的氮化铝镓层和掺杂硅的氮化镓层，其中，交替生长周期数为4～20个，生长总厚度为20～120nm，每个生长周期中掺杂硅的氮化铝镓层和掺杂硅的氮化镓层间的厚度比为1:1～4:1，硅掺杂浓度2×1018～1×1019atoms/cm3；
步骤4.2、高温交替生长中浓度掺杂硅的氮化镓层和不掺杂的氮化镓层，具体是：在反应腔压力为100～400mbar、温度为1050～1080℃以及通入流量为20～100L/min的氨气、200～800sccm的三甲基镓和0～200sccm的硅烷的条件下，交替生长中浓度掺杂硅的氮化镓层和不掺杂的氮化镓层，其中，交替生长周期数为40～80个，生长总厚度为500～1000nm，每个生长周期中掺杂硅的氮化镓层和不掺杂的氮化镓层间的厚度比为3:1～5:1，硅掺杂浓度6×1018～1×1019atoms/cm3；
步骤4.3、中低温生长高浓度掺杂硅的氮化镓层，具体是：在反应腔压力为100～400mbar、温度为1000～1050℃以及通入流量为20～100L/min的氨气、200～800sccm的三甲基镓和50～200sccm的硅烷的条件下，生长总厚度为50～300nm高浓度掺杂硅的氮化镓层，其中，硅掺杂浓度1×1019～3×1019atoms/cm3；
步骤4.4、高温生长高浓度掺杂硅的氮化镓层，具体是：在反应腔压力为100～400mbar、温度为1050～1080℃以及通入流量为20～100L/min的氨气、200～800sccm的三甲基镓和50～200sccm的硅烷的条件下，生长总厚度为500～1000nm高浓度掺杂硅的氮化镓层，其中，硅掺杂浓度1×1019～3×1019atoms/cm3；
步骤4.5、生长掺杂硅的氮化铝镓层，具体是：在反应腔压力为100～200mbar、温度为980～1030℃以及通入流量为50～150sccm的三甲基镓、30～150s...

【专利技术属性】
技术研发人员：林传强，
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