[发明专利]一种提高LED外延晶体质量的外延生长方法

说明书

技术领域

本申请涉及LED外延设计应用技术领域，具体地说，涉及一种提高LED外延晶体质量的外延生长方法。

背景技术

目前LED是一种固体照明，体积小、耗电量低使用寿命长高亮度、环保、坚固耐用等优点受到广大消费者认可，国内生产LED的规模也在逐步扩大；市场上对LED亮度和光效的需求与日俱增，如何生长更好的外延片日益受到重视，因为外延层晶体质量的提高，LED器件的性能可以得到提升，LED的发光效率、寿命、抗老化能力、抗静电能力、稳定性会随着外延层晶体质量的提升而提升。

目前国内LED行业正在蓬勃的发展，LED产品具有节能、环保、寿命长等优点，目前生长LED外延工艺方面主要是不断通过改善外延片的晶体质量来不断提高LED器件的性能，普遍认为外延生长U型GaN是LED上层结构的基石，U型GaN对外延晶体质量有决定性的影响。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种提高LED外延晶体质量的外延生长方法，通过改善U型GaN晶体的质量来改善LED整体性能。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

一种提高LED外延晶体质量的外延生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、交替生长In_xGa_(1-x)N/GaN发光层、生长P型AlGaN层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其特征在于，

所述生长不掺杂GaN层进一步为：

升高温度到1000-1200℃，保持反应腔压力300-600mbar下，

(a)通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、生长U型GaN100nm-500nm，生长时间控制在50s-100s；

(b)停止TMGa的通入，保持温度、压力以及NH₃和N₂通入量不变，持续50s-100s，停止生长，对100nm-500nm的U型GaN进行保温处理；然后保持压力、温度以及NH₃和N₂通入量不变，再通入200sccm-400sccmTMGa，生长U型GaN100m-500nm，生长时间控制在50s-100s，然后停止TMGa的通入，保持温度、压力以及NH₃和N₂通入量不变，持续50s-100s，停止生长，对100nm-500nm的U型GaN进行保温处理；

重复(a)(b)，周期性生长2μm-4μmU型GaN。

优选地，其中，所述处理衬底进一步为：在1000℃-1100℃的H₂气氛下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底8min-10min。

优选地，其中，所述生长低温缓冲层GaN进一步为：降温至500℃-600℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为10000sccm-20000sccm的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-40nm的低温缓冲层GaN。

优选地，其中，所述生长不掺杂GaN层进一步为：升高温度到1000℃-1200℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、持续生长2μm-4μm的不掺杂GaN层。