[發明專利]4英寸LED外延生長方法

有效

• 申請號: 201811558803.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109638121B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 徐平;季輝;吳奇峰
• 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;H01L21/02;H01L21/67;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/32;H01L23/60
• 代理公司: 11603 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 于淼

本發明公開了一種4英寸LED外延生長方法，涉及LED技術領域，包括：處理襯底、生長低溫緩沖層、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長Al_xGa_1?xN/In_yGa_1?yN超晶格層、生長有源層MOW、生長P型AlGaN層、生長摻鎂的P型GaN層、降溫冷卻。通過引入Al_xGa_1?xN/In_yGa_1?yN超晶格層，有利于消除4英寸藍寶石襯底對GaN薄膜的應力累積效應，顯著增大了外延膜材料應力控制的窗口，從而可以減少外延片翹曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且提高了LED發光效率和抗靜電能力。

技術領域

本發明涉及LED技術領域，更具體地，涉及一種4英寸LED外延生長方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種固體照明，由于LED具有體積小、耗電量低使用壽命長高亮度、環保、堅固耐用等優點受到廣大消費者認可，國內生產LED的規模也在逐步擴大，并且大部分廠家生產LED的尺寸已經由2英寸升級為4英寸。LED尺寸升級為4英寸后，LED普遍存在外延片翹曲大、發光效率低下等技術難題，因此，如何生長更好的外延片日益受到重視。

現有的外延生長技術中普遍存在外延片翹曲大的問題，尤其在4英寸藍寶石襯底上進行外延晶體生長時，由于晶格失配、銦的分布不均勻等問題，使得外延層晶體質量和光輸出功率較低，導致外延片翹曲較大，產品良率以及發光效率較低。因此，需要研發一種4英寸LED外延生長方法。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供了一種4英寸LED外延生長方法，引入了Al_xGa_1-x N/In_yGa_1-yN超晶格層，有利于消除4英寸藍寶石襯底對GaN薄膜的應力累積效應，顯著增大了外延膜材料應力控制的窗口，從而可以減少外延片翹曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且提高了LED發光效率和抗靜電能力。

為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案：

本申請提供一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，包括：處理襯底、生長低溫緩沖層、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格層、生長有源層MOW、生長P型AlGaN層、生長摻鎂的P型GaN層、降溫冷卻；

其中，所述生長Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格層，進一步為：

設置反應腔的生長溫度為800℃-850℃，生長壓力為300mbar-400mbar，向反應腔通入流量為70L/min-80L/min的NH₃、150L/min-180L/min的SiH₄、110sccm-130sccm的TEGa、200sccm-240sccm的TMAl源，在所述摻雜Si的n型GaN層上生長厚度為D1的n型摻雜Al_xGa_1-xN層，其中，在生長所述n型摻雜Al_xGa_1-xN層的過程中，Si摻雜濃度每秒增加1E+16atoms/cm³，所述Si摻雜濃度從2E+18atoms/cm³線性漸變增加為4E+18atoms/cm³；