[發(fā)明專利]復(fù)式多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法及LED 外延結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310293483.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103346219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/06
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄭雋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED外延設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種復(fù)式多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法及相應(yīng)的LED外延結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

在LED市場(chǎng)上，路燈照明多使用大尺寸大功率規(guī)格30mil*30mi芯片，背光光源多使用中小尺寸12mil*28mil規(guī)格芯片，產(chǎn)品質(zhì)量高低均與芯片亮度相關(guān)。因此，各種尺寸芯片的亮度則成為封裝客戶的關(guān)注重點(diǎn)。?

目前提高大尺寸光效和中小尺寸亮度目前有很多種外延生長(zhǎng)方法，大部分結(jié)構(gòu)創(chuàng)新在于P型層，例如：?

（1）P層增加PAlGaN/PInGaN、PAlGaN/PGaN、PAlGaN/GaN等超晶格的結(jié)構(gòu)來(lái)提高電流的擴(kuò)展能力達(dá)到提高亮度的目的；?

（2）改變P層Mg的摻雜方式等提高M(jìn)g的電離率，提高空穴濃度達(dá)到提高光效和亮度的目的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種復(fù)式多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法及相應(yīng)的LED外延結(jié)構(gòu)，以解決目前LED芯片亮度不足的技術(shù)問(wèn)題。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)式多量子阱發(fā)光層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法，包括以下幾個(gè)步驟：?

A、將溫度控制在710-750℃，反應(yīng)室壓力控制在300-400mbar，通入In的流量為1500-1700sccm，生長(zhǎng)摻雜In的2.7-3.5nm的In_xGa_（1-x）N阱層，x=0.20-0.22；?

B、保持溫度和壓力不變，通入In的流量為300-450sccm，生長(zhǎng)摻雜In的0.5-1.0nm的In_zGa_（1-z）N阱層，z=0.04-0.08，?

C、保持壓力不變，升溫至810-840℃，通入Al的流量為30-50sccm，通入In的流量為800-1000sccm，生長(zhǎng)4-6nm的摻雜Al、In的Al_x1In_x2Ga_{（1-x1-x2）}N磊層，x₁=0.04-0.05，x₂=0.10-0.12；?

D、重復(fù)步驟A、B；?

E、保持壓力不變，升溫至810-840℃生長(zhǎng)10-12nm的GaN磊層；?

F、重復(fù)步驟A、B、C、D、E6-8次，直至阱發(fā)光層的總體厚度達(dá)到162-216nm。?

優(yōu)選的，所述步驟A之前包括步驟：?

S1、1000-1100℃的氫氣氣氛下，反應(yīng)室壓力為150-200mbar，處理藍(lán)寶石襯底4-5分鐘；?

S2、降溫至540-570℃，反應(yīng)室壓力控制在450-600mbar，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為30-50nm的低溫緩沖層GaN；?

S3、升高溫度到950-1050℃，反應(yīng)室壓力控制在450-600mbar，持續(xù)生長(zhǎng)2.5-3.0um的不摻雜GaN；?

S4、保持溫度不變，反應(yīng)室壓力控制在200-400mbar，接著持續(xù)生長(zhǎng)3.5-4.5μm摻雜Si的N型GaN，Si的摻雜濃度控制在8E+18-1E19atom/cm³。?

優(yōu)選的，所述步驟F之后包括步驟：?

D1、升高溫度到900-950℃，反應(yīng)室壓力控制在150-300mbar，持續(xù)生長(zhǎng)30-40nm摻Al、In的P型In_yAl_（1-y）GaN層，y=0.08-0.12；?

D2、升高溫度到1000-1100℃，反應(yīng)室壓力控制在200-600mbar，持續(xù)生長(zhǎng)60-90nm摻Mg的P型GaN層，Mg的摻雜濃度控制在3E+18-4E18atom/cm³；?

D3、降溫至650-700℃，保溫20-30min后，爐內(nèi)冷卻。?

本發(fā)明還公開(kāi)了一種LED外延結(jié)構(gòu)，所述LED外延結(jié)構(gòu)的阱發(fā)光層包括6-8個(gè)單元層，每一單元層從下至上依次包括：?

第一阱層，所述第一阱層為摻雜2.7-3.5nmIn的In_xGa_（1-x）N阱層，x=0.20-0.22；?

第二阱層，所述第二阱層為摻雜0.5-1.0nmIn的In_zGa_（1-z）N阱層，z=0.04-0.08；?