[发明专利]一种高发光效率氮化镓基LED外延片的制备方法有效
| 申请号： | 201610132461.3 | 申请日： | 2016-03-09 |
| 公开（公告）号： | CN105552182B | 公开（公告）日： | 2017-10-24 |
| 发明（设计）人： | 卢太平;朱亚丹;许并社 | 申请（专利权）人： | 太原理工大学 |
| 主分类号： | H01L33/00 | 分类号： | H01L33/00;H01L21/02;C30B29/40;C30B25/02;C30B33/02 |
| 代理公司： | 太原科卫专利事务所(普通合伙)14100 | 代理人： | 朱源 |
| 地址： | 030024 *** | 国省代码： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 发光 效率 氮化 led 外延 制备 方法 | ||
1.一种氮化镓基LED外延片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将蓝宝石衬底在反应腔氢气氛围中进行高温清洁衬底表面，温度为1060-1100℃，时间为5min-10min；
步骤二：将反应腔温度降低到520-550℃，然后在处理好的蓝宝石衬底上生长低温GaN成核层，成核层厚度为20-40nm；
步骤三：对低温GaN成核层进行退火，将反应腔温度升高到950-1050℃，并稳定2min，此过程中通入NH3气体，经过退火处理的GaN成核层由非晶层转变为GaN 3D岛状结构；
步骤四：通入金属有机源TMGa和NH3气体，在GaN 3D岛状结构上生长非故意掺杂的GaN 层，生长厚度为2~4um；
步骤五：将反应腔温度控制在1050-1100℃，关闭NH3气体和金属有机源TMGa，通入N2气体和H2气体，在反应腔压力为100-300Torr时用H2刻蚀15-30min，再在压力为500-700Torr时用H2刻蚀10-20min，刻蚀过程中H2流量为0.5-1.5slm，N2流量为1.5-3.5slm，得到镂空GaN结构；
步骤六：通入NH3气体和金属有机源TMGa，关闭H2气体，在H2处理后的镂空GaN结构上生长平坦化GaN层，厚度为1~2um，生长温度为1050-1200℃，生长压力为 50-300Torr；
步骤七：生长Si掺杂的GaN层，该层载流子浓度为 1018-1019cm-3，厚度为1-3um，生长温度为1050-1200℃，生长压力为 50-300Torr；
步骤八：生长 3-6个周期的多量子阱结构，其中垒层为GaN， 阱层为 InGaN，In 组分以质量分数计为 10-30％，阱层厚度为 2-5nm，生长温度为 700-800℃，垒层厚度为 8-13nm，生长温度为 800-950℃，生长过程中压力为200-500Torr；
步骤九：生长20-50nm厚的p-AlGaN电子阻挡层，该层中Al组分以质量分数计为 10-20％，空穴浓度为 1017-1018cm-3，生长温度为 850℃-1000℃，压力为50-300Torr；
步骤十：生长Mg掺杂的GaN层，厚度为100-300nm，生长温度为850-1000℃，生长压力为100-500Torr，空穴浓度为1017-1018cm-3；
步骤十一：外延生长结束后，将反应室的温度降至 650-800℃， 在纯氮气氛围中进行退火处理5-15min，然后降至室温，结束生长，得到外延片。
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