[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，包括步骤：

处理表面具有AlN薄膜的蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底上顺次生长Al_0.8Ga_0.2N层、生长Al_0.5Ga_0.5N层和生长Al_0.2Ga_0.8N层，其中，

所述生长Al_0.8Ga_0.2N层包括：控制400-600mbar的反应腔压力，向反应腔通入流量Q1为60-70L/min的NH₃，通入流量为90-95L/min的N₂、100-110sccm的TMGa、230-250sccm的TMAl源，生长过程中以每秒钟升高0.5℃将生长温度从800℃渐变升高至900℃，在所述蓝宝石衬底上生长厚度D1为8-10nm的Al_0.8Ga_0.2N层；

所述生长Al_0.5Ga_0.5N层包括：保持反应腔压力和N2、TMGa、TMAl通入流量不变，向反应腔通入流量Q2为72-84L/min的NH₃，生长过程中以每秒钟升高0.4℃将生长温度从900℃渐变增加至1100℃，在所述Al_0.8Ga_0.2N层上生长厚度D2为8-10nm的Al_0.5Ga_0.5N层,D2＝D1，Q2＝1.2Q1；

所述生长Al_0.2Ga_0.8N层包括：保持反应腔压力和生长温度不变，保持N2、TMGa、TMAl通入流量不变，向反应腔通入流量Q3为60-84L/min的NH₃，生长过程中控制生长温度以每秒钟降低0.8℃从1100℃渐变减少至1000℃，在所述Al_0.5Ga_0.5N层上生长厚度D3为8-10nm的Al_0.2Ga_0.8N层,D3＝D2，Q1＜Q3＜Q2；

保持反应腔压力和温度不变，控制N₂流量为150-160L/min，对所述Al_0.2Ga_0.8N层进行8-10s的退火处理；

生长不掺杂GaN层；

生长掺杂Si的N型GaN层；

周期性生长有源层MQW：反应腔压力维持在300-400mbar，低温700-750℃，通入50000-60000sccm的NH3、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加25-52sccm从150-170sccm逐渐增加到1500-1700sccm，生长30-50s的Iny1Ga(1-y1)N，生长厚度为D4，In掺杂浓度以每秒增加4E+17-7E+17atoms/cm3从1E+19atoms/cm3渐变为3E+19atoms/cm3；

维持生长条件不变，稳定TMIn的流量为1500-1700sccm，生长100-150s的Iny2Ga(1-y2)N，生长厚度为D5，In掺杂浓度1E+20-3E+20atoms/cm3，D4+D5的范围为3-3.5nm，y1和y2的范围为0.015-0.25，其中y1和y2不相等；

升高温度至800-850℃，压力维持在300-400mbar，通入50000-60000sccm的NH3、400-500sccm的TEGa，生长10nm的GaN层，Iny1Ga(1-y1)N/Iny2Ga(1-y2)N/GaN周期数为10-15；

生长P型AlGaN层；

生长掺杂Mg的P型GaN层；

以及降温冷却。

2.根据权利要求1所述的LED外延生长方法，其特征在于，在1000-1200℃，反应腔压力维持在100-150mbar的氢气气氛下高温处理表面有AlN薄膜的蓝宝石衬底5-10分钟。