【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于led，具体涉及一种gan发光二极管制作方法。
技术介绍
1、发光二极管(light-emitting diode，led)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当led有电流流过时，led中的电子与空穴在其多量子阱内复合而发出单色光。led作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，除了目前已被广泛用作室内外照明，还被广泛应用于交通信号灯、汽车灯、室内外照明和小间距显示屏。
2、随着led应用越来越广泛，市场对其亮度和可靠性的需求也越来越高，尤其是手机/电视背光led、深紫外led、mini/micro-led等高端led芯片产品的发光效率和可靠性需要尽快提升。
3、因此，急需开发新的led制作方法用以提高led的发光效率和可靠性。
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术通过采用新的led制作方法来提高led的发光效率，并提高led的抗静电能力，以及减少波长蓝移，提高波长均匀性。
2、本专利技术的gan发光二极管制作方法，依次包括：处理衬底、生长低温gan缓冲层、生长非掺杂gan层、生长掺杂si的n型gan层、生长促进层、生长多量子阱层、生长algan电子阻挡层、生长掺杂mg的p型gan层和降温冷却，
3、所述生长促进层依次包括：生长ga2o3渐变层、生长mgo层和生长mg掺杂inaln层；其中，
4、所述生长ga2o3渐变层，具体为：
5、将反应腔温度控制在700-100
6、所述生长mgo层，具体为：
7、将反应腔温度控制在700-1000℃，继续通入n2和h2作为载气，同时通入cp2mg以及o2，在ga2o3渐变层上生长厚度为1-5nm的mgo层；
8、所述生长mg掺杂inaln层，具体为：
9、降低反应腔温度至600-700℃，通入tmin、cp2mg、tmal以及h2，在mgo层上面生长厚度为4-12nm的mg掺杂inaln层。
10、优选地，所述处理衬底的具体过程为：
11、在1000-1100℃的温度下，通入h2，处理蓝宝石衬底5-10min。
12、优选地，所述生长低温gan缓冲层的具体过程为：
13、降温至500-600℃，通入nh3、tmga及h2，在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温gan缓冲层；
14、升高温度到1000-1100℃，通入nh3和h2，将低温gan缓冲层腐蚀成不规则岛形。
15、优选地，所述生长非掺杂gan层的具体过程为：
16、升高温度到1000-1200℃，通入nh3、tmga及h2，持续生长2-4μm的非掺杂gan层。
17、优选地，所述生长掺杂si的gan层的具体过程为：
18、保持温度1000-1200℃，通入nh3、tmga、h2及sih4，持续生长3-4μm掺杂si的n型gan层。
19、优选地，所述生长多量子阱层的具体过程为：
20、控制反应腔温度在600℃-800℃，通入n2、nh3、tmga以及tmin，生长厚度为3-4nm的ingan阱层；
21、升高反应腔温度至800℃-820℃，通入n2、nh3、tmga，生长厚度为8-10nm的gan垒层；
22、周期性依次进行生长ingan阱层和gan垒层的步骤，周期数为3-13个。
23、优选地，所述生长algan电子阻挡层的具体过程为：
24、在温度为900-950℃，通入nh3、tmga、h2、tmal和cp2mg，生长厚度为40-60nm的algan电子阻挡层。
25、优选地，所述生长掺杂mg的p型gan层的具体过程为：
26、保持温度950-1000℃，通入nh3、tmga、h2及cp2mg，持续生长50-200nm的掺杂mg的p型gan层。
27、优选地，所述降温冷却的具体过程为：
28、降温至650-680℃，保温20-30min，关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
29、相比于传统的制作方法，本专利技术中的led制作方法达到了如下效果：
30、本申请通过在n型gan层与多量子阱层之间引入促进层，由于ga2o3自身带隙较大(4.94ev)，并且搭配了带隙为7.83ev的mg0，禁带宽度更宽，能有效阻挡量子阱层中电子溢出，提升电子空穴复合效率，从而提升led的发光效率；并且ga2o3层与gan层的晶格失配仅2.6％，异质生长不会导致大的晶格失配，可以减小n型gan层与多量子阱层之间的应力，能够大幅度降低量子阱层的位错密度，提高了多量子阱层晶体质量，从而进一步的保证了电子及空穴复合效率，最终提升了led的发光效率。
31、由于ga203自身带隙较大高于氮化镓，更宽的禁带宽度意味着电子需要更多的能量从价带跃迁到导带，越能增加，意味着宽禁带器件能够承受的峰值电压越高，因此器件在更恶劣的环境下工作的稳定性越高，抗击穿能力越强，同时氧化镓与gan的晶格失配小，异质生长不会导致大的晶格失配影响晶体质量，避免了外延层的缺陷提供漏电通道，提升了led的抗静电能力。
32、另外，本专利技术通过采用裂解法引入生长ga2o3层，并控制裂解过程中o2流量均匀渐变增加，可以促使多量子阱层中ga原子集合和n原子集合的质心重合，从而形成偶极子，在层材料内部产生自发极化，形成内建电场，该内建电场将促进量子阱中载流子的注入，减少量子限制斯塔克效应，进而提升发光效率，同时使得能带平滑，还可以减少波长蓝移，提高波长均匀性。
33、本专利技术在生长ingan阱层前插入一层mg掺杂inaln层，可以促进吸附al原子的迁移，使得al原子快速迁移至空位，预防缺陷的形成，进而使得后续外延多量子阱和algan电子阻挡层薄膜的晶体质量得到提高。另外，由于al原子比in原子有更低的主量子数和更宽的轨道能隙，由原子轨道的线性合并效应，al原子在inaln层中会形成“al-in”键会增加ingan的禁带宽度，促使量子阱中基态降低，减少led的发光波长向短波方向移动，也可以提高波长均匀性。
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1.一种GaN发光二极管制作方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温GaN缓冲层、生长非掺杂GaN层、生长掺杂Si的n型GaN层、生长促进层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层和降温冷却，
2.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，在1000-1100℃的温度下，通入H2，处理蓝宝石衬底5-10min。
3.根据权利要求2所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长低温GaN缓冲层的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长非掺杂GaN层的具体过程为：
5.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的n型GaN层的具体过程为：
6.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长多量子阱层的具体过程为：
7.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长AlGaN电子阻挡层的具体过程为：
8.根据权利要求1所述的GaN发
9.根据权利要求1所述的GaN发光二极管制作方法，其特征在于，所述降温冷却的具体过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种gan发光二极管制作方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温gan缓冲层、生长非掺杂gan层、生长掺杂si的n型gan层、生长促进层、生长多量子阱层、生长algan电子阻挡层、生长掺杂mg的p型gan层和降温冷却，
2.根据权利要求1所述的gan发光二极管制作方法，其特征在于，在1000-1100℃的温度下，通入h2，处理蓝宝石衬底5-10min。
3.根据权利要求2所述的gan发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长低温gan缓冲层的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的gan发光二极管制作方法，其特征在于，所述生长非掺杂gan...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐平，许亚兵，王建长，
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：
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