一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法技术

本发明专利技术涉及LED技术领域，具体涉及一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，包括如下步骤：S3：依次生长10

【技术实现步骤摘要】
一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法


[0001]本专利技术涉及LED
，具体涉及一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法。

技术介绍

[0002]以GaN为基础的发光二极管(LED)作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、高可靠性等优点，正在迅速被广泛地应用于交通信号灯、手机背光源、城市景观照明、汽车内外灯、隧道灯等领域。
[0003]常规技术中，LED外延结构主要包括依次层叠的衬底、buffer层、N型AlGaN层、多量子阱层和P型GaN层。参考公开号为CN106328777B的中国专利公开一种发光二极管应力释放层的外延生长方法，其中涉及的应力释放层是影响LED抗静电特性的一个重要因素。为此，该方案将常规技术中的N型AlGaN层替换为GaN层、掺杂Si的N型GaN层、应力释放层以及nGaN层。但这种方法仍然使多量子阱层与其下方的结构之间存在晶格失配，不利于LED外延结构的应力释放，从而会导致LED芯片被静电击穿。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案为：一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，包括如下步骤：
[0006]S1：将衬底置入反应腔，生长N型AlGaN层；
[0007]S2：设定反应腔温度1000
‑
1100度，压力100Torr
‑<br/>300Torr，生长2
‑
3微米的掺杂Si的N
‑
GaN层，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；
[0008]S3：依次生长10
‑
30纳米的掺杂Si的N
‑
AlGaN层和5
‑
15纳米的GaN层；
[0009]生长掺杂Si的N
‑
AlGaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；
[0010]生长GaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr；
[0011]S4：将所述S3循环8
‑
10次；
[0012]S5：生长多量子阱层；
[0013]S6：生长P型GaN层；完成LED外延结构的制备。
[0014]本专利技术的有益效果在于：所述S3和S4形成的结构为应力释放层，所述应力释放层尽可能地避免了多量子阱层和其下方的结构(包括N
‑
GaN层)失配度较高的问题。所述应力释放层利用了Al的高能阶形成n型AlGaN/GaN交替的超晶格层，利用短周期超晶格技术路线能有效提升载流子输运性能，还因为GaN和AlGaN在晶格常数以及导带价带位置上有差距，因此在GaN和AlGaN之间形成异质结时，会产生自发的极化，并且表现出一定的压电特性，较大程度提升LED外延结构的抗静电性能。
附图说明
[0015]图1为通过本专利技术具体实施方式的一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法生产的LED外延结构的整体结构示意图；
[0016]图2为对比例的LED外延结构的抗静电性能特性曲线图；
[0017]标号说明：
[0018]1、衬底；2、buffer层；3、U
‑
GaN层；4、N型AlGaN层；5、N
‑
GaN层；6、应力释放层；7、多量子阱层；8、P型Al
y
Ga1‑
y
N电子阻挡层；9、P型GaN层；10、P型接触层。
具体实施方式
[0019]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0020]请参考附图1，一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，包括如下步骤：
[0021]S1：将衬底1置入反应腔，生长N型AlGaN层4；
[0022]S2：设定反应腔温度1000
‑
1100度，压力100Torr
‑
300Torr，生长2
‑
3微米的掺杂Si的N
‑
GaN层，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；
[0023]S3：依次生长10
‑
30纳米的掺杂Si的N
‑
AlGaN层和5
‑
15纳米的GaN层；
[0024]生长掺杂Si的N
‑
AlGaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；
[0025]生长GaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr；
[0026]S4：将所述S3循环8
‑
10次；
[0027]S5：生长多量子阱层7；
[0028]S6：生长P型GaN层；完成LED外延结构的制备。
[0029]由上描述可知，本专利技术的有益效果在于：所述S3和S4形成的结构为应力释放层，所述应力释放层尽可能地避免了多量子阱层和其下方的结构(包括N
‑
GaN层)失配度较高的问题。所述应力释放层利用了Al的高能阶形成n型AlGaN/GaN交替的超晶格层，利用短周期超晶格技术路线能有效提升载流子输运性能，还因为GaN和AlGaN在晶格常数以及导带价带位置上有差距，因此在GaN和AlGaN之间形成异质结时，会产生自发的极化，并且表现出一定的压电特性，较大程度提升LED外延结构的抗静电性能。
[0030]进一步地，所述S1具体为：
[0031]将衬底置入反应腔，在氢气氛围中对衬底进行退火处理，持续7
‑
9分钟；设定反应腔温度950
‑
1150度，对衬底进行氮化处理；生长N型AlGaN层。
[0032]由上描述可知，衬底的退火处理，均衡或改善衬底的结构，降低LED外延结构的应力。
[0033]进一步地，所述S1具体为：
[0034]将衬底置入反应腔，设定反应腔温度700
‑
900度，压力100Torr
‑
300Torr，生长20
‑
40纳米的buffer层；生长N型AlGaN层。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将衬底置入反应腔，生长N型AlGaN层；S2：设定反应腔温度1000
‑
1100度，压力100Torr
‑
300Torr，生长2
‑
3微米的掺杂Si的N
‑
GaN层，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；S3：依次生长10
‑
30纳米的掺杂Si的N
‑
AlGaN层和5
‑
15纳米的GaN层；生长掺杂Si的N
‑
AlGaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr，其中Si的掺杂浓度为10
18
‑
10
19
atom/cm3；生长GaN层时，设定反应腔温度900
‑
1200度，压力100Torr
‑
300Torr；S4：将所述S3循环8
‑
10次；S5：生长多量子阱层；S6：生长P型GaN层；完成LED外延结构的制备。2.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，其特征在于，所述S1具体为：将衬底置入反应腔，在氢气氛围中对衬底进行退火处理，持续7
‑
9分钟；设定反应腔温度950
‑
1150度，对衬底进行氮化处理；生长N型AlGaN层。3.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，其特征在于，所述S1具体为：将衬底置入反应腔，设定反应腔温度700
‑
900度，压力100Torr
‑
300Torr，生长20
‑
40纳米的buffer层；生长N型AlGaN层。4.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，其特征在于，所述S1具体为：将衬底置入反应腔，生长buffer层，作退火处理，生长U
‑
GaN层，生长N型AlGaN层。5.根据权利要求4所述的提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，其特征在于，所述S1中的“作退火处理”具体为：设定反应腔温度1000
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马野，刘恒山，马昆旺，宋水燕，邹声斌，
申请(专利权)人：福建兆元光电有限公司，
类型：发明
国别省市：