[發明專利]一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法

有效

• 申請號: 201810765799.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN110718610B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 武良文
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，包括在藍寶石基板(1)上以磁控反應濺射的方式依次生長AlN緩沖層(2)、非摻雜AlN薄膜層(3)、n型摻雜AlN層(4),再使用MOCVD方式成長后續外延結構層；其特征在于：

步驟S11、AlN緩沖層(2)濺鍍：用磁控反應濺射的方式在藍寶石基板(1)上濺鍍AlN緩沖層；

步驟S12、非摻雜AlN薄膜層(3)濺鍍：濺射腔通入氮氣，開啟射頻電源對產片進行鍍前處理，再通入氮氣和氬氣，開啟直流脈沖電源,濺鍍非摻雜AlN薄膜層(3)；

步驟S13、靶材前處理：將產片移出濺射腔或在產片上方用蓋板蓋住產片，然后在濺射腔體內通入30～200sccm的硅烷，脈沖直流電源開啟2000W～10000W，濺射處理靶材10s～120s；

步驟S14、n型摻雜AlN層(4)濺鍍：產片移入濺射腔體或移開產片上方的蓋板，濺射腔通入30～180sccm硅烷，開啟射頻進行產片的鍍前處理5s～100s,然后，濺射腔通入30sccm～150sccm氮氣、10sccm～100sccm氬氣、10sccm～180sccm硅烷，脈沖直流電源開啟2000W～10000W，濺鍍n型摻雜AlN層(4)；

步驟S15、有源層(5)生長：產片移入MOCVD腔體，使用MOCVD方式生長有源層(5)。

2.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述有源層(5)之后的外延結構通過將產片持續在MOCVD腔體中生長，依序生長為AlGaN電子阻擋層(7)、p型摻雜AlGaN外延層(8)、p型摻雜GaN歐姆接觸外延層(9)。

3.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述有源層(5)之后的外延結構通過將產片移出MOCVD反應腔并移入濺射腔內，使用磁控反應濺射方式生長，實現p型摻雜AlN層(6)的制備。

4.根據權利要求3所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述以磁控反應濺射方式實現p型摻雜AlN層(6)的制備方法，包括以下步驟：

步驟S21、摻雜靶材制備：使用鋁鎂的合金靶或是在純鋁上鑲嵌鎂的金屬靶；

步驟S22、p型摻雜AlN層(6)濺鍍：生長完有源層(5)的產片移出MOCVD反應腔并移入有鋁鎂靶材的濺射腔內，通入30sccm～150sccm氮氣、10sccm～100sccm氬氣，開啟脈沖直流電源開啟2000W～10000W，濺鍍p型摻雜AlN層(6)。

5.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S11中生長的AlN緩沖層(2)為復合緩沖層，所述AlN緩沖層(2)由所述藍寶石基板(1)向上依序包括有高氧含量氮化鋁、低氧含量氮化鋁、無氧氮化鋁薄膜。

6.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S11中藍寶石基板(1)為藍寶石平片或藍寶石PSS片。

7.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S11獲得的AlN緩沖層(2)整體濺鍍厚度為5nm～100nm。

8.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S12獲得的非摻雜AlN薄膜層(3)濺鍍厚度為0.25um～5um。

9.根據權利要求1所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S14獲得的n型摻雜AlN層(4)濺鍍厚度為1um～10um。

10.根據權利要求4所述一種紫外發光二極管外延結構層的制備方法，其特征在于：所述步驟S21的鋁鎂的合金靶,鋁、鎂的組份比在10:1到1000:1之間。