[發明專利]一種降低P型GaN層電阻率的LED外延結構及其生長方法

有效

• 申請號: 201811289199.9
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109449268B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 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: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/12;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 鄭雋;吳婷

1.一種降低P型GaN層電阻率的LED外延結構的生長方法，其特征在于，依次包括高溫處理藍寶石襯底、生長低溫緩沖GaN層、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長多量子阱發光層、生長P型AlGaN層、生長P型GaN層以及退火降溫的步驟；其中生長P型GaN層的步驟包括預處理過程和升溫生長過程；生長P型GaN層的具體步驟如下：

A、保持反應腔內壓力為500～600mbar、溫度為850～900℃，通入流量為80～100L/min的NH₃、15～20L/min的TMGa進行預處理；

B、保持反應腔內壓力為400～600mbar，通入流量為50000～70000sccm的NH₃、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H₂、1000～3000sccm的Cp₂Mg，生長過程中控制反應腔內的溫度從870℃逐漸升溫至1000℃，氮原子與鎵原子的摩爾比控制為1400:1～1500:1，持續生長50～200nm厚度的P型GaN層，其中Mg的摻雜濃度為1E19atoms/cm³～1E20atoms/cm³。

2.根據權利要求1所述LED外延結構的生長方法，其特征在于，

所述高溫處理藍寶石襯底的步驟為：保持反應腔內壓力為100～300mbar、溫度為1000～1100℃，通入流量為100～130L/min的H₂，熱處理藍寶石襯底8～10分鐘；

所述退火降溫的步驟為：反應腔內溫度降至650～680℃，保溫20～30min，關閉加熱及給氣系統，制得的LED外延結構隨爐冷卻。

3.根據權利要求1所述LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述生長低溫緩沖GaN層的步驟為：

保持反應腔內壓力為300～600mbar、溫度為500～600℃，通入流量為10000～20000sccm的NH₃、50～100sccm的TMGa、100～130L/min的H₂，在藍寶石襯底上生長厚度為20～40nm的低溫緩沖層GaN；

保持反應腔內壓力為300～600mbar、溫度為1000～1100℃，通入流量為30000～40000sccm的NH₃以及100～130L/min的H₂，保持溫度恒定，對生長好的低溫緩沖層GaN進行退火處理300～500s。

4.根據權利要求1所述LED外延結構的生長方法，其特征在于，所述生長不摻雜GaN層的步驟為：

保持反應腔內壓力為300～600mbar、溫度為1000～1200℃，通入流量為30000～40000sccm的NH₃、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H₂，在低溫緩沖GaN層上持續生長厚度為2～4μm的不摻雜GaN層。