[發(fā)明專利]一種提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410123663.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103887381B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安神光皓瑞光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

1.一種提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法，包括以下步驟：

（1）以藍(lán)寶石作為生長基底，生長低溫AlN層；

（2）生長高溫AlN層；

（3）生長若干個(gè)周期的超薄AlGaN/AlN層，每個(gè)周期中AlGaN采用Al組分先漸變減小、再漸變增大的方式生長，然后再生長AlN；

（4）生長摻雜硅烷的n型AlGaN層；

（5）生長若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格層，x<y；

（6）生長若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱壘區(qū)，x<y；

（7）生長摻雜鎂p型AlGaN阻擋層；

（8）生長摻雜鎂p型AlGaN層；

（9）生長摻雜鎂p型GaN層；

（10）在氮?dú)夥諊拢嘶稹?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法，其特征在于：

步驟（3）的每個(gè)周期先以Al組分漸變減小的方式生長1-3nm，再以Al組分漸變增大的方式生長1-3nm，然后生長3-5nm的AlN薄層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法，其特征在于，步驟（3）中每個(gè)周期的生長按照以下操作進(jìn)行：在溫度1060℃，打開TMGa和TMAl，其中TMAl一直保持40umol/min,TMGa的流量從0逐漸增加到300umol/min，生長1.5nm，再逐漸減小TMGa的流量從300umol/min到0，生長1.5nm；然后關(guān)閉TMGa，生長3nm的AlN薄層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法，其特征在于：步驟（5）共生長10個(gè)周期，每個(gè)周期的厚度7nm；步驟（6）共生長8個(gè)周期，每個(gè)周期中的阱層AlxGa1-xN和壘層AlyGa1-yN的厚度分別為4nm和8nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的提升紫外LED外延材料結(jié)晶質(zhì)量的生長方法，其特征在于：0.1<x<0.4，0.3<y<0.6。

6.一種紫外LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括依次生長的以下各層：

藍(lán)寶石基底；

低溫AlN層；

高溫AlN層；

若干個(gè)周期的超薄AlGaN/AlN層，每個(gè)周期中的AlGaN沿生長方向Al組分先漸變減小、再漸變增大；

摻雜硅烷的n型AlGaN層；

若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格層，x<y；

若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱壘區(qū)，x<y；

摻雜鎂p型AlGaN阻擋層；

摻雜鎂p型AlGaN層；

摻雜鎂p型GaN層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述若干個(gè)周期的超薄AlGaN/AlN層中，每個(gè)周期先以Al組分漸變減小的方式生長1-3nm，再以Al組分漸變增大的方式生長1-3nm，然后生長3-5nm的AlN薄層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紫外LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格層，共有10個(gè)周期，每個(gè)周期的厚度7nm；所述若干個(gè)周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱壘區(qū)，共有8個(gè)周期，每個(gè)周期中的阱層AlxGa1-xN和壘層AlyGa1-yN的厚度分別為4nm和8nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一所述的紫外LED外延片結(jié)構(gòu)，其特征在于：0.1<x<0.4，0.3<y<0.6。