[發明專利]一種LED外延新P層生長方法

在審

• 申請號: 201610217569.2
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105742419A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 張宇;苗振林;徐平
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/04;H01L33/14
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本申請涉及LED外延設計應用技術領域，具體地說，涉及一種LED外延新P層生長方法。

背景技術

目前LED是一種固體照明，體積小、耗電量低使用壽命長高亮度、環保、堅固耐用等優點受到廣大消費者認可，國內生產LED的規模也在逐步擴大；市場上對LED亮度和光效的需求與日俱增，如何生長更好的外延片日益受到重視，因為外延層晶體質量的提高，LED器件的性能可以得到提升，LED的發光效率、壽命、抗老化能力、抗靜電能力、穩定性會隨著外延層晶體質量的提升而提升。

傳統的LED外延P層設計方法空穴濃度不高，亮度提升一直受到限制。因此，如何提高LED亮度成為亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是提供了一種LED外延新P層生長方法，運用In_yMg_(1-y)N/pGaN超晶格層，可大幅度提升Mg的摻雜效率和激活效率，空穴濃度得到提升，隨之亮度得到進一步提升。

為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案：

一種LED外延新P層生長方法，依次包括：處理襯底、生長低溫緩沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、交替生長摻雜In的In_xGa_(1-x)N/GaN發光層、生長P型AlGaN層、生長摻雜Mg的P層，降溫冷卻，其特征在于，

所述生長摻雜Mg的P層進一步為：

保持反應腔壓力400mbar-900mbar、溫度950℃-1000℃，通入流量為50000sccm-70000sccm的NH₃、500sccm-1000sccm的TMIn、100L/min-130L/min的H₂、1000sccm-3000sccm的Cp₂Mg生長5nm-10nm的In_yMg_(1-y)N層，y的取值范圍：0.05<y<1；

保持反應腔壓力400mbar-900mbar、溫度950℃-1000℃、通入流量為50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、1000sccm-3000sccm的Cp₂Mg，生長5nm-10nm的pGaN，Mg的摻雜濃度為1E19atoms/cm³-1E20atoms/cm³；

重復周期性生長In_yMg_(1-y)N/pGaN超晶格層，周期數為10-20，生長In_yMg_(1-y)N層和pGaN層的順序可置換。

優選地，其中，所述處理襯底進一步為：在1000℃-1100℃的H₂氣氛下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反應腔壓力100mbar-300mbar，處理藍寶石襯底8min-10min。

優選地，其中，所述生長低溫緩沖層GaN進一步為：降溫至500℃-600℃，保持反應腔壓力300mbar-600mbar，通入流量為10000sccm-20000sccm的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、在藍寶石襯底上生長厚度為20nm-40nm的低溫緩沖層GaN；升高溫度至1000℃-1100℃，保持反應腔壓力300mbar-600mbar，通入流量為30000sccm-40000sccm的NH₃、100L/min-130L/min的H₂、保持溫度穩定持續300s-500s，將低溫緩沖層GaN腐蝕成不規則小島。

優選地，其中，所述生長不摻雜GaN層進一步為：升高溫度到1000℃-1200℃，保持反應腔壓力300mbar-600mbar，通入流量為30000sccm-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、持續生長2μm-4μm的不摻雜GaN層。