本发明专利技术公开了一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，该LED由衬底、N层、准备层、量子阱InGaN/GaN发光层、P层组成，量子阱InGaN/GaN发光层分为量子阱InGaN层、GaN盖层、量子垒GaN，GaN盖层包括平台区域和V型坑区域，GaN盖层分为两个生长阶段，即：第一生长阶段通入不含H2的气体生长GaN盖层，第二生长阶段通入含H2的气体进行清洗。这种生长方法达到清洗了量子阱InGaN层V型坑侧壁的中的In同时又保护量子阱InGaN层平台区域的In，清洗量子阱InGaN层V型坑侧壁的中的In后V型坑侧壁的禁带宽度增大，减少了电子向V型坑泄露，提高了LED发光效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法
[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法。
技术介绍
[0002]GaN材料具有直接宽带隙、良好的热稳定性和化学稳定性，在发光二极管、激光器、探测器、高电子迁移率晶体管器件上有重要的应用。但是由于异质外延GaN与衬底之间存在大的晶格失配与热失配，如Si衬底与GaN的晶格失配为17％，热失配为46％，这些导致在Si衬底上生长GaN材料时存在高密度缺陷，这些缺陷在GaN材料中容易成为非辐射复合中心、载流子散射中心、漏电流通道等，降低了GaN基器件的效率、寿命等，制约了GaN基材料和器件的进一步发展和应用。
[0003]V型坑是GaN基材料中常见的缺陷之一，与其他类缺陷不同，V型坑在InGaN/GaN量子阱中LED起到了提高发光效率的作用。尽管V型坑的存在牺牲了一部分的平台，但是V型坑侧壁是半极性面，使得侧壁量子阱界面处的极化电荷密度要比平台量子阱的低，空穴从V型坑侧壁注入需要克服的势垒要比平台上注入需要克服的势垒低，这样导致空穴更容易从侧壁注入，进一步提高光效。
[0004]V型坑侧壁或V尖中富含In等元素，而InN材料的禁带宽度小于GaN材料的禁带宽度，那么V型坑侧壁或V尖因为含有InN或InGaN材料的禁带宽度比平台GaN的禁带宽度小，电子容易往V型坑侧壁或V尖流向V型坑中，出现电子泄露现象，降低LED器件的发光效率。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种通过清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，该方法能使清洗InGaN基LED V型坑侧壁的In后V型坑侧壁的禁带宽度增大、减少电子向V型坑泄露、提高LED发光效率。
[0006]一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，该LED由衬底、N层、准备层、量子阱InGaN/GaN发光层、P层组成，量子阱InGaN/GaN发光层分为量子阱InGaN层、GaN盖层、量子垒GaN层，GaN盖层位于量子阱InGaN层和量子垒GaN层之间，GaN盖层包括同一位置设置的平行于衬底的平台区域和V型坑区域，特征是：GaN盖层分为两个生长阶段，即：第一生长阶段通入不含H2的气体生长GaN盖层，第二生长阶段通入含H2的气体进行清洗。
[0007]第一生长阶段，GaN盖层的生长温度T1与量子阱InGaN层的温度T0相同。
[0008]第一生长阶段，GaN盖层的生长速率V1>量子阱InGaN层的生长速率V0，V 0
的生长范围：0.4A/s≤V0≤1A/s。
[0009]第一生长阶段，GaN盖层平台的生长厚度为D0，GaN盖层V型坑侧壁的生长厚度为D1，D1≤D0。
[0010]进一步的，D1范围为：0A<D1≤10A。
[0011]第二生长阶段通入含H2的气体，GaN盖层的生长温度为T2，T1≤T2≤950℃。
[0012]第二生长阶段通入H2的流量小于第一生长阶段通入气体总量的30％。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有效效果为：
[0014]本专利技术提供的一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，GaN盖层位于量子阱InGaN层和量子垒GaN层之间，在生长完量子阱InGaN层后生长厚度适中的GaN盖层，GaN盖层分为平台区域和V型坑区域，两个区域的生长厚度不同。GaN盖层分为两个生长阶段，即：第一生长阶段通入不含H2的气体生长，第二生长阶段通入含H2的气体进行清洗。其中：第一生长阶段通入不含H2的气体，生长一层与量子阱InGaN层同温的GaN层，该层GaN层保护量子阱InGaN层的表面不被分解，V型坑侧壁的GaN盖层的厚度比平台的GaN盖层的厚度薄；第二生长阶段通入含H2的气体，通入的H2对V型坑侧壁进行清洗，由于V型坑侧壁GaN盖层的厚度较薄，H2会使量子阱InGaN层V型坑侧壁的In分解，清洗掉量子阱InGaN层V型坑侧壁的中的In，而平台GaN盖层的厚度较厚，H2不会清洗量子阱InGaN层平台区域的In。这种生长方法达到清洗了量子阱InGaN层V型坑侧壁的中的In同时又保护量子阱InGaN层平台区域的In的目的，清洗量子阱InGaN层V型坑侧壁的中的In后V型坑侧壁的禁带宽度增大，减少了电子向V型坑泄露，提高了LED发光效率。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的量子阱InGaN/GaN发光层的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例提供的GaN盖层第一生长阶段完成后的结构示意图；
[0017]图3为本专利技术实施例提供的GaN盖层第二生长阶段完成后的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面对具体的实施方式或现有技术进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。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范围。
[0019]实施例1：
[0020]本专利技术提供了一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，该LED由衬底、N层、准备层、量子阱InGaN/GaN发光层、P层组成，该LED量子阱InGaN/GaN发光层的结构包括量子阱InGaN层10、GaN盖层20以及量子垒GaN层30依次从下而上层叠周期性生长，GaN盖层20位于量子阱InGaN层10和量子垒GaN层30之间，GaN盖层20包括同一位置设置的平行于衬底的平台区域和V型坑区域，GaN盖层20生长过程包括GaN盖层第一生长阶段201，GaN盖层第二生长阶段202，请参考图1，图2以及图3具体步骤如下所示：
[0021]TEG源、铟源、氨气以及氮气通入MOCVD中，量子阱InGaN层10的生长温度为760度，生长气压为50torr，生长速率为0.2A/s；
[0022]在量子阱InGaN层10的表面上生长GaN盖层第一生长阶段201，GaN盖层第一生长阶段201的生长温度、压力和上层量子阱InGaN层10的生长温度、压力一样。生长前关闭铟源，GaN盖层第一生长阶段201的生长速率为0.4A/s，GaN盖层第一生长阶段201的平台生长厚度为30A GaN，GaN盖层第一生长阶段201的V型坑侧壁生长厚度为10AGaN，结构图如2所示；
[0023]在GaN盖层第一生长阶段201的表面上生长GaN盖层第二生长阶段202，通入H2的流
量为1sccm/min，关闭TEG源，GaN盖层第二生长阶段202的生长温度为900度，清洗时间为200s，结构图如3所示；
[0024]在经过H2清洗的GaN盖层第二生长阶段202表面生长量子垒GaN层30，量子垒GaN层30的生长温度升高到950度，生长速率为0.15A/s，生长厚度为130A；
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，该LED由衬底、N层、准备层、量子阱InGaN/GaN发光层、P层组成，量子阱InGaN/GaN发光层分为量子阱InGaN层、GaN盖层、量子垒GaN层，GaN盖层位于量子阱InGaN层和GaN垒层之间，GaN盖层包括同一位置设置的平行于衬底的平台区域和V型坑区域，其特征在于：GaN盖层分为两个生长阶段，即：第一生长阶段通入不含H2的气体生长GaN盖层，第二生长阶段通入含H2的气体进行清洗。2.根据权利要求1所述的清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，其特征在于：
，
第一生长阶段，GaN盖层的生长温度T1与量子阱InGaN层的温度T0相同。3.根据权利要求1所述的清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，其特征在于：
，
第一生长阶段，GaN盖层的生长速率V1>量子阱InGaN层的生长速率V0。4.根据权利要求3所述的清洗InGaN基LED V型坑侧壁In的方法，其特征在于：0.4 A/s≤V0≤1A/s。5.根据权利要求1所述的清洗InGaN基LED V型...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建立，李丹，王小兰，高江东，杨小霞，吴小明，江风益，
申请(专利权)人：南昌硅基半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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