[發明專利]具有翹曲調節結構層的LED外延結構及其生長方法

有效

• 申請號: 201610047614.4
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105679898B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 馬旺;王承軍;曲爽;王成新;徐現剛
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/04;H01L33/00;H01L21/02
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

1.一種具有翹曲調節結構層的LED外延結構，自下至上依次包含藍寶石襯底、成核層、粗化層、高溫GaN層、高溫N型GaN層、發光層、P型AlGaN層和P型GaN層，其特征是：在高溫GaN層與高溫N型GaN層之間設置有翹曲調節結構層，該翹曲調節結構層為Si₃N₄層、第一GaN層、AlGaN層和第二GaN層的超晶格層，周期數為1-40。

2.根據權利要求1所述的具有翹曲調節結構層的LED外延結構，其特征是：所述翹曲調節結構層的單周期厚度為31-1930nm。

3.根據權利要求1所述的具有翹曲調節結構層的LED外延結構，其特征是：所述Si₃N₄層的厚度是1-30nm。

4.根據權利要求1所述的具有翹曲調節結構層的LED外延結構，其特征是：所述第一GaN層的厚度是10-800nm。

5.根據權利要求1所述的具有翹曲調節結構層的LED外延結構，其特征是：所述AlGaN層的厚度是10-300nm。

6.根據權利要求1所述的具有翹曲調節結構層的LED外延結構，其特征是：所述第二GaN層的厚度是10-800nm。

7.一種權利要求1所述具有翹曲調節結構層的LED外延結構的生長方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)在金屬有機物化學氣相沉積設備的反應室中，在藍寶石襯底上依次生長GaN成核層、粗化層、高溫GaN層；

(2)生長翹曲調節結構層，具體步驟如下：

①溫度設定700-1200℃，反應室壓力設定50-300torr，通入20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂、3000-90000sccm的NH₃和5-200sccm的SiH₄，生長Si₃N₄層，厚度1-30nm；

②溫度設定700-1200℃，反應室壓力設定50-300torr，通入5-1000sccm的TMGa、20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂和3000-90000sccm的NH₃或者是通入5-1000sccm的TEGa、20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂和3000-90000sccm的NH₃，生長第一GaN層，厚度10-800nm；

③溫度設定700-1200℃，反應室壓力設定50-300torr，通入1-200sccm的TMAl、5-1000sccm的TMGa、20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂和3000-90000sccm的NH₃，生長AlGaN層，厚度10-300nm；

④溫度設定700-1200℃，反應室壓力設定50-300torr，通入5-1000sccm的TMGa、20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂和3000-90000sccm的NH₃或者通入5-1000sccm的TEGa、20000-150000sccm的N₂、0-150000sccm的H₂和3000-90000sccm的NH₃，生長第二GaN層，厚度10-800nm；

按上述過程生長1-40個周期；

(3)在翹曲調節結構層上依次生長高溫N型GaN層、發光層、P型AlGaN層和P型GaN層。