[發明專利]一種LED外延結構生長方法

有效

• 申請號: 201811210130.2
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109411573B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 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;H01L33/06;H01L33/32;H01L21/67
• 代理公司: 43214 長沙七源專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄭雋;吳婷

本申請公開了一種LED外延結構生長方法，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、生長多量子阱層、生長AlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻，其中生長多量子阱層依次包括預處理、生長In_y1Ga_(1?y1)N層、生長In_y2Ga_(1?y2)N層、高溫處理、生長GaN層的步驟。本發明方法解決現有LED外延生長方法中存在的量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率，并減少外延片翹曲，提高產品良率。

技術領域

本發明屬于LED技術領域，具體涉及一種LED外延結構生長方法。

背景技術

發光二極管(Light-Emitting Diode，LED)是一種將電能轉化為光能的半導體電子器件。當電流流過時，電子與空穴在其量子阱內復合而發出單色光。LED作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，具有低電壓、低功耗、體積小、重量輕、壽命長、高可靠性、色彩豐富等優點。目前國內生產LED的規模正在逐步擴大，但是LED仍然存在發光效率低下的問題，影響LED的節能效果。

目前傳統的LED外延InGaN/GaN多量子阱層生長方法中，InGaN/GaN多量子阱層品質不高，量子阱發光區輻射效率低下，嚴重阻礙了LED發光效率的提高，影響LED的節能效果。

因此，提供一種新的LED外延結構生長方法，解決現有LED多量子阱層中存在的量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率，是本技術領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明通過在多量子阱層的生長過程中采用預處理和高溫處理的方法來解決現有LED外延生長方法中存在的量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率，并減少外延片翹曲，提高產品良率。

本發明的LED外延結構生長方法，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、生長多量子阱層、生長AlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻，其中生長多量子阱層依次包括預處理、生長In_y1Ga_(1-y1)N層、生長In_y2Ga_(1-y2)N層、高溫處理、生長GaN層的步驟，具體為：

A、將反應腔壓力控制在400mbar-450mbar，反應腔溫度控制在750-780℃，通入流量為4000sccm-5000sccm的NH₃、2000sccm-2200sccm的TMIn進行15-20s的預處理；

B、保持反應腔壓力和溫度不變，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線性漸變增加到1500-1700sccm，生長厚度為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線性漸變增加為3E+19atoms/cm³；

C、保持壓力、溫度、NH₃流量、TEGa流量不變，穩定TMIn的流量為1500-1700sccm，生長厚度為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；