一种减少LED发光波长蓝移量的LED外延生长方法技术

本申请公开了一种减少LED发光波长蓝移量的LED外延生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其中生长多量子阱发光层依次包括生长InGaN阱层、掺Si预处理、生长In渐变减少In

【技术实现步骤摘要】
一种减少LED发光波长蓝移量的LED外延生长方法
本专利技术属于LED
，具体涉及一种减少LED发光波长蓝移量的外延生长方法。
技术介绍
发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。LED作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，已经被广泛应用于交通信号灯、汽车灯、室内外照明、显示屏和小间距显示屏。小间距显示屏采用像素级的点控技术，实现对显示屏像素单位的亮度、色彩的还原性和统一性的状态管控。小间距显示屏要求在注入不同大小电流改变发光强度的过程中，发光波长的变化幅度较小。目前传统的LED外延InGaN/GaN多量子阱发光层生长方法中，InGaN和GaN的晶格结构为纤锌矿结构，这种结构缺少变换对称性，在材料内部容易产生自发极化，同时InGaN阱层和GaN垒层的晶格常数不匹配产生的应力导致出现压电极化现象。自发极化和压电极化的共同作用致使量子阱内部存在很大的电场，导致量子阱的能带倾斜。随着注入电流的增大，量子阱的自由载流子增加，量子阱中基态升高，从而使LED的发光波长向短波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少LED发光波长蓝移量的外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却；所述生长多量子阱发光层依次包括：生长InGaN阱层、掺Si预处理、生长In渐变减少In

【技术特征摘要】
1.一种减少LED发光波长蓝移量的外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却；所述生长多量子阱发光层依次包括：生长InGaN阱层、掺Si预处理、生长In渐变减少InXGa1-X层、生长In渐变增加InyN1-y层、生长In恒定InzAl1-z层、Mg扩散处理、生长GaN垒层和InGaN：Mg/Si保护层，具体为：
A、控制反应腔压力280-350mbar，控制反应腔温度800-850℃，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、10000-15000sccm的TMIn，生长厚度为3nm的InGaN阱层；
B、保持反应腔的温度和压力不变，通入NH3、SiH4、TMIn，关闭TMGa，做5-10秒掺Si预处理；
C、控制反应腔的温度和压力不变，关闭SiH4，通入TMGa和TMIn，生长3-7nm的InXGa1-X层，其中X的范围为0.1-0.15，生长过程中控制In的掺杂浓度由1E21atom/cm3均匀渐变减少至1E20atom/cm3；
D、反应腔的压力保持不变，将反应腔温度升高至900-950℃，关闭TMGa，通入NH3和TMIn，生长10-15nm的InyN1-y层，其中y的范围为0.2-0.25，生长过程中控制In的掺杂浓度由1E20atom/cm3均匀渐变增加至1E21atom/cm3；
E、升温至1000～1050℃，反应腔压力维持在200-300mbar，关闭TMIn，通入NH3和TMAl，生长5-10nm的InzAl1-z层，其中Z的范围为0.2-0.3，生长过程中控制In的掺杂浓度恒定为2E20atom/cm3；
F、控制反应腔的温度和压力不变，停止通入TMAl，保持NH3气的通入，并通入Cp2Mg进行Mg扩散处理，处理过程中控制Mg的掺杂浓度由2E21atom/cm3均匀的变化到3E22atom/cm3，Mg扩散处理时间为15-20s；
G、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至700-750℃，通入流量为30000-40000sccm的NH3、20-60sccm的TMGa及100-130L/min的N2，生长10nm的GaN垒层；
H、保持反应腔压力不变，升高反应腔温度至780-820℃，通入流量为36000-40000sccm的NH3、80-100sccm的TMGa、4000-5000sccm的TMIn以及Cp2Mg和SiH4，生长厚度为2.5-3.5nm的InGaN：Mg/Si保护层，其中，Mg和Si的掺杂比例为1:1.5；
重复上述步骤A-H，周期性依次进行生长InGaN阱层、掺Si预处理、生长In渐变减少InXGa1-X层、生长In渐变增加InyN1-y层、生长In恒定InzAl1-z层、Mg扩散处理、生长GaN垒层和InGaN：Mg/Si保护层，周期数为3-10个。


2.根据权利要求1所述的减少LED发光波长蓝移量的外延生长方法，其特征在于，在1000-1100℃的温度下，通入100-13...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐平，胡耀武，尹志哲，
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