[发明专利]LED外延生长方法

权利要求书

1.一种LED外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u-GaN层、生长变气氛n-GaN层、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却，

其中，所述变气氛n-GaN层包括N₂气氛n型GaN层、H₂气氛n型GaN层和N₂和H₂混合气氛n型GaN层，所述N₂气氛n型GaN层在高温环境下生长，所述H₂气氛n型GaN层在低温环境下生长，所述N₂和H₂混合气氛n型GaN层在低温环境下生长；

所述生长变气氛n-GaN层为：

通入N₂和SiH₄，在N₂气氛下，保持生长温度为1000℃至1200℃，保持生长压力为100Torr至500Torr，生长厚度为10nm至100nm的N₂气氛n型GaN层，并使所述N₂气氛n型GaN层表面形成粗糙界面，Si掺杂浓度为1E18atoms/cm³至1E21atoms/cm³；

降低温度至700℃至900℃，通入H₂和SiH₄，在H₂气氛下，保持生长温度为700℃至900℃，保持生长压力为100Torr至500Torr，生长厚度为10nm至100nm的H₂气氛n型GaN层，Si掺杂浓度为1E18atoms/cm³至1E21atoms/cm³；

降低温度至500℃至700℃，通入N₂、H₂和SiH₄，在N₂和H₂的混合气氛下，保持生长温度为500℃至700℃，保持生长压力为100Torr至500Torr，生长厚度为10nm至100nm的N₂和H₂混合气氛n型GaN层，Si掺杂浓度为1E18atoms/cm³至1E21atoms/cm³；

其中，生长所述N₂气氛n型GaN层、生长所述H₂气氛n型GaN层和生长所述N₂和H₂混合气氛n型GaN层通入的MO源为TMGa。

2.根据权利要求1所述LED外延生长方法，其特征在于，

所述处理衬底，具体为：将蓝宝石衬底在H₂气氛里进行退火，清洁衬底表面，温度为1050℃至1150℃。

3.根据权利要求1所述LED外延生长方法，其特征在于，

所述生长低温成核层GaN和生长高温GaN缓冲层，具体为：

降低温度至500℃至620℃，保持反应腔压力400Torr至650Torr，通入NH₃和TMGa，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm至40nm的低温成核层GaN；

停止通入TMGa，进行原位退火处理，退火温度升高至1000℃至1100℃，退火时间为5min至10min；

退火之后，将温度调节至900℃至1050℃，继续通入TMGa，外延生长厚度为0.2μm至1μm的高温GaN缓冲层，生长压力控制在400Torr-650Torr。

4.根据权利要求1所述LED外延生长方法，其特征在于，

所述生长非掺杂u-GaN层，具体为：

升高温度到1050℃至1200℃，保持反应腔压力100Torr-500Torr，通入NH₃和TMGa，持续生长厚度为1μm至3μm的非掺杂u-GaN层。