[發明專利]一種LED外延結構生長方法

有效

• 申請號: 201911349000.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110957403B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 徐平;苗振林;季輝;唐海馬;謝鵬杰
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/00;C23C16/34;C23C16/52
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 張勇;劉伊旸

1.一種LED外延結構生長方法，其特征在于，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；所述生長多量子阱層依次包括：生長N₂漸變氛圍In_xGa_(1-x)N-1層、生長H₂漸變氛圍In_xGa_(1-x)N-2層、生長H₂和N₂混合氛圍In_xGa_(1-x)N-3層、生長GaN-1層和生長GaN-2層，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NH₃、TEGa、TMIn以及N₂，生長過程中控制N₂的流量從120L/min線性漸變增加到200L/min，在N₂漸變氛圍中生長厚度為D1的In_xGa_(1-x)N-1層；

B、保持壓力、溫度、NH₃流量、TEGa流量、TMIn的流量不變，停止通入N₂，并通入H₂，生長過程中控制H₂的流量從500L/min線性漸變減少到300L/min，在H₂漸變氛圍中生長厚度為D2的In_xGa_(1-x)N-2層；

C、保持壓力、溫度、NH₃流量、TEGa流量、TMIn的流量不變，同時通入N₂和H₂，生長過程中控制H₂的流量穩定在300L/min、N₂的流量穩定在200L/min，在H₂和N₂混合氛圍中生長厚度為D3的In_xGa_(1-x)N-3層，其中D1＝D2＝D3，D1、D2、D3的范圍為4nm-5nm，x的范圍為0.05-0.15；

D、將反應室溫度控制在850-900℃，然后保持壓力500-550torr，通入60-80L/min的N₂和100-120L/min的H₂作為載氣，通入400-600sccm的TEGa，通入30-40L/min的NH₃，在該條件下生長8-15nm的GaN-1層；

E、保持溫度、壓力不變，保持通入H₂和N₂作為載氣量不變，將NH₃從30-40L/min提高到90-100L/minNH₃，通入時間為40s-50s，讓NH₃充分裂解，使N原子附著在上述生長的GaN-1層上，同時裂解的H、C、O原子隨載氣輸送至尾管排出反應室；

F、保持壓力不變，反應室溫度降低至600-700℃，通入120-150L/min的N₂和180-200L/min的H₂作為載氣，停止通入NH₃，通入1500-2000sccm的TEGa以及400-600sccm的Cp₂Mg，通入時間為20s-30s，讓TEGa充分裂解，使裂解的Ga原子和上述附著在GaN-1層上的N原子結合生成厚度為5-8nm的GaN-2層，Mg的摻雜濃度為1E16 atoms/cm³-1E17 atoms/cm³；

周期性生長所述N₂漸變氛圍In_xGa_(1-x)N-1層、H₂漸變氛圍In_xGa_(1-x)N-2層、H₂和N₂混合氛圍In_xGa_(1-x)N-3層、GaN-1層和GaN-2層，生長周期數為2-5。