[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管的外延片的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811331970.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109671824B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁濤;周飚;胡加輝;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00;C23C28/04;C23C16/34;C23C14/06
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管的外延片的制備方法，屬于發(fā)光二極管制造領(lǐng)域。將多個生長有AlN層的襯底擺放至MOCVD設(shè)備內(nèi)分布在多個同心圓上的圓形凹槽內(nèi)，控制AlN層上生長的GaN成核層的厚度隨同心圓的直徑的增大而減小。隨同心圓的直徑的增大，GaN成核層的厚度逐漸減小，圓形凹槽內(nèi)的GaN成核層的的表面會由朝向圓心凹槽底面凹陷的狀態(tài)變化至背離圓心凹槽底面向上凸起的狀態(tài)，這種變化趨勢與襯底表面出現(xiàn)的翹曲的變化趨勢相反，因此GaN成核層的表面均較為完整，GaN成核層的表面翹曲與襯底表面的翹曲相互抵消，傳遞到InGaN/GaN多量子阱層的熱量較為均勻，提高了InGaN/GaN多量子阱層發(fā)光波長的均勻性，進(jìn)而可提高同批次得到的外延片的發(fā)光合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管制造領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管的外延片的制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管是一種可以把電能轉(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體二極管，具有體積小、壽命長、功耗低等優(yōu)點，目前被廣泛應(yīng)用于汽車信號燈、交通信號燈、顯示屏以及照明設(shè)備。外延片是制作發(fā)光二極管的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，外延片的結(jié)構(gòu)包括襯底及在襯底上生長出的外延層。其中，外延層的結(jié)構(gòu)主要包括：依次生長在襯底上的AlN層、GaN成核層、未摻雜的GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層及P型GaN層。

當(dāng)前的外延層在生長時，通常會使用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積(英文：Metal-organic Chemical Vapor Deposition，簡稱：MOCVD)設(shè)備進(jìn)行生長。金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積設(shè)備至少包括設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上的多個圓形凹槽分布在多個同心圓上，同心圓的圓心為轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動中心。在需要制備外延片時，將襯底放置在圓形凹槽內(nèi)，金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積設(shè)備控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，使攜帶氣相分子的氣流與襯底表面相互作用，進(jìn)而在襯底上沉積外延層。而每圈的圓形凹槽內(nèi)的襯底受到的離心力的大小不同，會導(dǎo)致直徑較小的同心圓上的襯底表面背離圓形凹槽的底面向上凸起，直徑較大的同心圓上的襯底表面朝向圓心凹槽的底面向下凹陷，轉(zhuǎn)盤上的襯底出現(xiàn)不同程度的翹曲。又由于襯底與外延層上的翹曲會使傳遞到InGaN/GaN多量子阱層的熱量不均勻，影響InGaN/GaN多量子阱層中In的分布，進(jìn)而影響了InGaN/GaN多量子阱層發(fā)光波長的均勻性，因此這種設(shè)置最終會使得同批次得到的外延片中InGaN/GaN多量子阱層發(fā)光的均勻性差異較大，影響同批次得到的外延片的發(fā)光合格率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管的外延片的制備方法，能夠提高同批次得到的外延片的發(fā)光合格率。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管的外延片的制備方法，所述制備方法包括：

提供多個襯底；

通過物理氣相沉積PVD在所述襯底上沉積AlN層；

將所述多個襯底放置在金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積MOCVD設(shè)備內(nèi)，所述MOCVD設(shè)備包括反應(yīng)腔、放置在所述反應(yīng)腔內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有用于放置所述襯底的多個圓形凹槽，所述多個圓形凹槽分布在多個同心圓上；

在所述AlN層上生長GaN成核層，所述多個圓形凹槽內(nèi)的GaN成核層的厚度隨所述同心圓的直徑的增大而減小；

在所述GaN成核層上依次生長未摻雜的GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層及P型GaN層。

可選地，每兩個相鄰的同心圓上的圓形凹槽內(nèi)的GaN成核層的厚度之差的絕對值均相等。

可選地，所述厚度之差的絕對值為5～10nm。

可選地，所述在所述AlN層上生長GaN成核層包括：

在所述AlN層上依次生長第一GaN成核子層、第二GaN成核子層，所述第一GaN成核子層的生長溫度為800～1100℃，所述第二GaN成核子層的生長溫度為1200～1800℃。