[發(fā)明專利]一種減少外延片翹曲的LED外延生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810681961.1
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN108847434B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐平
• 申請（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;H01L33/12
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 鄭雋;吳婷

1.一種減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，包括：

將藍(lán)寶石襯底放入電子束真空鍍膜反應(yīng)腔中，使用高純度金屬鋁作為靶材，在腔體溫度為240℃，鍍膜速率為電子槍的輸出功率為3-4kW，鍍膜功率為電子槍輸出功率的0.35倍，腔體壓力為1.0×10^-6Torr的條件下，在所述藍(lán)寶石襯底上蒸鍍100-140nm厚的Al單質(zhì)薄膜；

將蒸鍍有所述Al單質(zhì)薄膜的藍(lán)寶石襯底從電子束真空鍍膜反應(yīng)腔中取出，放入快速退火爐反應(yīng)腔，退火溫度為500℃，反應(yīng)時(shí)間為300～360s，控制反應(yīng)腔的氧氣流量由9mL/min規(guī)律性線性增加至15mL/min，且氧氣流量的控制關(guān)系式滿足：Q＝0.1t-21，Q表示氧氣流量，t表示反應(yīng)時(shí)間，在藍(lán)寶石襯底表面制備130-160nm厚的Al₂O₃薄膜；

將制備有所述Al₂O₃薄膜的藍(lán)寶石襯底從快速退火爐反應(yīng)腔中取出，放入MOCVD反應(yīng)腔，依次生長摻雜Si的n型GaN層、有源層MQW、P型AlGaN層和P型GaN層；

在溫度為700℃-800℃，通入100L/min-150L/min的N₂的條件下，保溫20-30min，隨爐冷卻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，

在溫度為1000℃-1100℃，反應(yīng)腔壓力為150-300mbar，通入50-90L/min的H₂、40-60L/min的NH₃、200-300sccm的TMGa、20-50sccm的SiH₄的條件下，生長2μm-4μm厚的摻雜Si的n型GaN層，Si摻雜濃度為5×10¹⁸atoms/cm³-1×10¹⁹atoms/cm³。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，

在溫度為900℃-1100℃，反應(yīng)腔壓力為100-200mbar，通入50-100L/min的H₂的條件下，處理藍(lán)寶石襯底5min-10min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，

所述有源層MQW，包括：交替生長的In_xGa_(1-x)N阱層和GaN壘層，交替周期控制在10-15個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，

在溫度為700℃-750℃，反應(yīng)腔壓力為300mbar-400mbar，通入50-90L/min的N₂、40-60L/min的NH₃、10-50sccm的TMGa、1000-2000sccm的TMIn的條件下，生長厚度為3nm-4nm的所述In_xGa_(1-x)N阱層，其中，

x＝0.15-0.25，

In摻雜濃度為1×10²⁰atoms/cm³-3×10²⁰atoms/cm³。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減少外延片翹曲的LED外延生長方法，其特征在于，

在溫度為800℃-850℃，通入50-90L/min的N₂、40-60L/min的NH₃、10-50sccm的TMGa的條件下，生長厚度為10nm-15nm的所述GaN壘層。