[发明专利]LED外延生长方法

摘要

本申请公开了一种提高晶体质量的LED外延生长方法，方法包括处理表面具有AlN薄膜的蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上顺次生长Al0.8Ga0.2N层、Al0.5Ga0.5N层和Al0.2Ga0.8N层，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，生长P型AlGaN层，生长掺杂Mg的P型GaN层，以及降温冷却。本发明方法增加了外延晶体生长时缺陷的阻断和隔离机制，提高晶格匹配，降低位错密度，降低缺陷比例，提高晶体质量，从而提高LED发光效率、提高抗静电能力，并且改善外延片表面外观状况。同时有利于消除蓝宝石衬底对GaN薄膜的应力累积效应，减少外延片翘曲，提高产品良率。

主权项

1.一种提高晶体质量的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Al0.8Ga0.2N层、生长Al0.5Ga0.5N层和生长Al0.2Ga0.8N层，其中，所述生长Al0.8Ga0.2N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Al0.8Ga0.2N层；所述生长Al0.5Ga0.5N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Al0.8Ga0.2N层上生长厚度D2为8‑10nm的Al0.5Ga0.5N层,D2＝D1，Q2＝1.2Q1；所述生长Al0.2Ga0.8N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Al0.5Ga0.5N层上生长厚度D3为8‑10nm的Al0.2Ga0.8N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Al0.2Ga0.8N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；生长P型AlGaN层；生长掺杂Mg的P型GaN层；以及降温冷却。