[發(fā)明專利]GaN基發(fā)光二極管外延片的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910069065.4
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109904066B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹陽;喬楠;王群;郭炳磊;呂蒙普;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: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/67;H01L33/00
• 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GaN基發(fā)光二極管外延片的制備方法，屬于GaN基發(fā)光二極管領(lǐng)域。所述方法包括：提供襯底；在所述襯底上順次沉積緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、缺陷阻擋層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層，所述P型GaN層包括第一GaN子層和第二GaN子層，所述第一GaN子層位于所述電子阻擋層與所述第二GaN子層之間，在沉積所述第一GaN子層時，采用N₂和H₂的混合氣體作為載氣，在沉積所述第二GaN子層時，采用N₂作為載氣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及GaN基發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別涉及一種GaN基發(fā)光二極管外延片的制備方法。

背景技術(shù)

GaN(氮化鎵)基LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)，又稱GaN基LED芯片，一般包括外延片和在外延片上制備的電極。外延片通常包括：襯底、以及在襯底上生長的GaN基外延層。GaN基外延層包括順次層疊的緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、MQW(MultipleQuantum Well，多量子阱)層、電子阻擋層、P型GaN層和接觸層。當(dāng)有電流注入GaN基LED時，N型GaN層等N型區(qū)的電子和P型GaN層等P型區(qū)的空穴進(jìn)入MQW有源區(qū)并且復(fù)合，發(fā)出可見光。

其中，傳統(tǒng)的P型GaN層一般是采用MOCVD(Metal-organic Chemical VaporDeposition，金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀)方法生長，在MOCVD方法中，采用N₂和H₂混合氣體作為載氣，NH₃作為氮源，三甲基鎵或三乙基鎵作為鎵源。這樣生長的P型GaN層空穴濃度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種GaN基發(fā)光二極管外延片的制備方法，能夠有效提高P型GaN層的空穴濃度。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種GaN基發(fā)光二極管外延片的制備方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上順次沉積緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、缺陷阻擋層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層，所述P型GaN層包括第一GaN子層和第二GaN子層，所述第一GaN子層位于所述電子阻擋層與所述第二GaN子層之間，在沉積所述第一GaN子層時，采用N₂和H₂的混合氣體作為載氣，在沉積所述第二GaN子層時，采用N₂作為載氣。

可選地，所述混合氣體中，N₂和H₂的流量比為1：10～1：2。

可選地，所述混合氣體中，N₂的流量大于或等于20L/min，H₂的流量小于或等于100L/min。

可選地，在沉積所述第二GaN子層時，N₂的流量為20～100L/min。

可選地，所述第一GaN子層的生長溫度為900～1000℃，所述第二GaN子層的生長溫度為930～1050℃。

可選地，所述第一GaN子層和所述第二GaN子層的生長壓力均為100～300Torr。

可選地，所述第一GaN子層的厚度為10～50nm，所述第二GaN子層的厚度為50～100nm。

可選地，所述第一GaN子層和所述第二GaN子層中均摻雜Mg，所述第一GaN子層中Mg摻雜濃度為10¹⁸～10¹⁹cm^-3，所述第二GaN子層中Mg摻雜濃度高于所述第一GaN子層中Mg摻雜濃度。

可選地，所述電子阻擋層為Al_xGa_1-xN層，0.1x0.5。