[发明专利]一种GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法

权利要求书

1.一种提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，该LED外延片结构从下向上的顺序依次为：衬底层、低温GaN缓冲层、未掺杂的高温GaN缓冲层、Si掺杂的n型GaN层、发光层多量子阱、低温p型GaN层、p型AlGaN电子阻挡层、高温p型GaN层、p型GaN接触层；发光层多量子阱从下往上依次包括低温浅量子阱、低温多量子阱发光层结构；其特征在于，其中低温多量子阱垒层采用高生长速率生长且垒阱温差保持在130℃左右，量子阱全部采用高压大于200Torr进行生长，具体生长方法为：第一量子阱垒层通入TMGa源代替TEGa源；第二量子阱垒层用TMGa代替TEGa后，为提高生长速率将TMGa源通入量加倍；第三垒层通入TMGa源加倍后，为维持整个量子阱层周期厚度不变，相应将垒层生长时间减半。

2.如权利要求1所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述衬底层的生长方法是：在氢气气氛里进行退火1～10分钟，清洁衬底表面，温度控制在1050～1080℃之间，然后进行氮化处理。

3.如权利要求2所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述低温GaN缓冲层的生长方法是：将温度下降到450℃～650℃之间，压力控制在400～760 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500～3200之间，生长15～35nm厚的GaN低温缓冲层。

4.如权利要求3所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述未掺杂的高温GaN缓冲层的生长方法是:在所述低温GaN缓冲层生长结束后，对其原位进行热退火处理，停止通入TMGa,将衬底温度升高至950～1200℃之间，退火时间在5～10min之间，退火之后，将温度调节至1000～1200℃之间，生长厚度为0.8um～4um间的高温不掺杂GaN缓冲层，此生长过程时，压力在100Torr～600 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300～3300之间。

5.如权利要求4所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述Si掺杂的n型GaN层的生长方法是：在所述未掺杂的高温GaN缓冲层生长结束后，在生长温度1000℃～1200℃之间，生长压力在50～550 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300～3300之间，生长一层掺杂浓度稳定的n型GaN层，

厚度在1.0～5.0um。

6.如权利要求5所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述发光层多量子阱垒层的生长方法是：包括从下往上依次生长的低温浅量子阱和低温多量子阱发光层结构；其中：所述低温浅量子阱层，生长由5-15个周期的In_xGa_1-XN(0.04<x<0.4)/GaN 组成的浅量子阱层，所述浅量子阱的厚度在3nm-5nm之间，生长温度在720℃-920℃之间，压力在100Torr-600 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300-5000之间；所述低温多量子阱发光层结构的生长方法是：由3～15个周期的InyGa1～yN(x<y<1)/GaN 多量子阱组成，其中阱的生长方式是类梯形形式，In的组份保持不变，在10%～50%之间，阱的厚度在2nm～5nm之间，生长温度在720℃～820℃之间，生长压力在200Torr～500 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在400～5300之间；低温多量子阱垒层采用高生长速率生长且垒阱温差保持在130℃左右，垒层生长压力同阱层生长压力，在200Torr～500 Torr之间；所有量子垒的生长温度在850～950℃之间，压力在200Torr～500 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在400～5300之间。

7.如权利要求6所述的提高GaN基LED发光效率的量子阱垒层生长方法，其特征在于，所述低温p 型GaN层的生长方法是：在低温多量子阱发光层结构生长结束后，生长厚度10nm～100nm之间的低温p 型GaN层，生长温度在500℃～800℃之间，生长时间在5分钟～20分钟之间，压力在100Torr～500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300～5300之间。