[發(fā)明專利]一種LED外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811210130.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN109411573B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐平
• 申請(qǐng)（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;H01L33/06;H01L33/32;H01L21/67
• 代理公司: 43214 長(zhǎng)沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 鄭雋;吳婷

1.一種LED外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方法，依次包括：處理襯底、生長(zhǎng)低溫緩沖層GaN、生長(zhǎng)不摻雜GaN層、生長(zhǎng)摻雜Si的N型GaN層、生長(zhǎng)多量子阱層、生長(zhǎng)AlGaN電子阻擋層、生長(zhǎng)摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻；其中生長(zhǎng)多量子阱層依次包括：預(yù)處理、生長(zhǎng)In_y1Ga_(1-y1)N層、生長(zhǎng)In_y2Ga_(1-y2)N層、高溫處理、生長(zhǎng)GaN層，具體為：

A、將反應(yīng)腔壓力控制在400mbar-450mbar，反應(yīng)腔溫度控制在750-780℃，通入流量為4000sccm-5000sccm的NH₃、2000sccm-2200sccm的TMIn進(jìn)行15-20s的預(yù)處理；

B、保持反應(yīng)腔壓力和溫度不變，通入50000-60000sccm的NH₃、100-150sccm的TEGa、以及TMIn，TMIn的流量以每秒增加10-12sccm從150-170sccm線性漸變?cè)黾拥?500-1700sccm，生長(zhǎng)厚度為D1的In_y1Ga_(1-y1)N，其中In摻雜濃度以每秒增加1E+17atoms/cm³從1E+19atoms/cm³線性漸變?cè)黾訛?E+19atoms/cm³；

C、保持壓力、溫度、NH₃流量、TEGa流量不變，穩(wěn)定TMIn的流量為1500-1700sccm，生長(zhǎng)厚度為D2的In_y2Ga_(1-y2)N，In摻雜濃度為1E+20-3E+20atoms/cm³，其中D1+D2＝3nm，y1和y2的范圍都為0.015-0.25，且y1大于y2；

D、維持反應(yīng)腔壓力不變，將反應(yīng)腔的溫度升高到1000-1050℃，通入流量為100-120L/min的N₂，對(duì)上述In_y1Ga_(1-y1)N/In_y2Ga_(1-y2)N層進(jìn)行18-25s的高溫處理；

E、降低溫度至800℃，保持反應(yīng)腔壓力300mbar-400mbar，通入流量為50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的N₂，生長(zhǎng)10nm的GaN層；

重復(fù)上述步驟A-E并周期性依次生長(zhǎng)In_y1Ga_(1-y1)N層、In_y2Ga_(1-y2)N層和GaN層，生長(zhǎng)周期數(shù)為7-13個(gè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方法，其特征在于，在1000℃-1100℃的溫度下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反應(yīng)腔壓力100mbar-300mbar，處理藍(lán)寶石襯底5min-10min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方法，其特征在于，所述生長(zhǎng)低溫緩沖層GaN的具體過程為：

降溫至500℃-600℃，保持反應(yīng)腔壓力300mbar-600mbar，通入流量為10000sccm-20000sccm的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H₂，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為20nm-40nm的低溫緩沖層GaN；

升高溫度到1000℃-1100℃，保持反應(yīng)腔壓力300mbar-600mbar，通入流量為30000sccm-40000sccm的NH₃、100L/min-130L/min的H₂，保溫300s-500s，將低溫緩沖層GaN腐蝕成不規(guī)則島形。