[发明专利]一种发光二极管外延生长方法及发光二极管

权利要求书

1.一种发光二极管外延生长方法，其特征在于，包括：处理蓝宝石衬底、在温度为500-600℃、反应腔压力为300-600mbar、通入流量为10000-20000sccm的NH₃、50-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H₂的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层GaN；升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃及100L/min-130L/min的H₂的条件下，保持温度稳定持续300-500秒，将所述低温缓冲层GaN腐蚀成不规则的岛状、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长MgInN/ZnGaN超晶格层、生长In_xGa_(1-x)N/GaN发光层、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层、降温冷却得到发光二极管；其中，

生长MgInN/ZnGaN超晶格层，进一步包括：

在反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH₃、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H₂、1200-1400sccm的TMIn、900-1000sccm的Cp₂Mg及1000sccm-1500sccm的二甲基锌DMZn生长MgInN/ZnGaN超晶格层：

在反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH₃、90-110L/min的H₂、1200-1400sccm的TMIn及900-1000sccm的Cp₂Mg，生长厚度为8-20nm的MgInN层，其中，In掺杂浓度为3E19-4E19atom/cm³，Mg掺杂浓度为1E19-1E20atom/cm³；

在反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH₃、90-110L/min的H₂、50-70sccm的TMGa及1000sccm-1500sccm的二甲基锌生长厚度为12-25nm的ZnGaN层，其中，Zn掺杂浓度为1E18-5E18atom/cm³；

周期性交替生长所述MgInN层和所述ZnGaN层得到MgInN/ZnGaN超晶格层，其中，生长周期为10-25；

降温冷却得到发光二极管，进一步包括：

降温至650-680℃后保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统随炉冷却得到发光二极管。

2.根据权利要求1所述的发光二极管外延生长方法，其特征在于，处理蓝宝石衬底，进一步为：

在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反应腔压力为100-300mbar的条件下，处理蓝宝石衬底5-10分钟。

3.根据权利要求1所述的发光二极管外延生长方法，其特征在于，生长不掺杂GaN层，进一步为：

在温度为1000-1200℃、反应腔压力为300-600mbar、通入流量为30000-40000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa及100-130L/min的H₂的条件下，持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层。