[發明專利]一種減少LED發光波長藍移量的LED外延生長方法

有效

• 申請號: 202010929015.1
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112048710B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 徐平;胡耀武;尹志哲
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;C23C16/44;C23C16/34;C23C16/18;H01L33/00;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32
• 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;唐玲

本申請公開了一種減少LED發光波長藍移量的LED外延生長方法，依次包括：處理襯底、生長低溫GaN緩沖層、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AlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻，其中生長多量子阱發光層依次包括生長InGaN阱層、摻Si預處理、生長In漸變減少Insubgt;X/subgt;Gasubgt;1?X/subgt;層、生長In漸變增加Insubgt;y/subgt;Nsubgt;1?y/subgt;層、生長In恒定Insubgt;z/subgt;Alsubgt;1?z/subgt;層、Mg擴散處理、生長GaN壘層和InGaN：Mg/Si保護層的步驟。本發明方法解決現有LED外延生長中存在的LED發光波長藍移量較大的問題，同時提高LED的發光效率，降低工作電壓，增強抗靜電能力。

技術領域

本發明屬于LED技術領域，具體涉及一種減少LED發光波長藍移量的外延生長方法。

背景技術

發光二極管(Light-Emitting?Diode，LED)是一種將電能轉化為光能的半導體電子器件。LED作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，已經被廣泛應用于交通信號燈、汽車燈、室內外照明、顯示屏和小間距顯示屏。

小間距顯示屏采用像素級的點控技術，實現對顯示屏像素單位的亮度、色彩的還原性和統一性的狀態管控。小間距顯示屏要求在注入不同大小電流改變發光強度的過程中，發光波長的變化幅度較小。

目前傳統的LED外延InGaN/GaN多量子阱發光層生長方法中，InGaN和GaN的晶格結構為纖鋅礦結構，這種結構缺少變換對稱性，在材料內部容易產生自發極化，同時InGaN阱層和GaN壘層的晶格常數不匹配產生的應力導致出現壓電極化現象。自發極化和壓電極化的共同作用致使量子阱內部存在很大的電場，導致量子阱的能帶傾斜。隨著注入電流的增大，量子阱的自由載流子增加，量子阱中基態升高，從而使LED的發光波長向短波方向移動，即發生藍移。當小間距顯示屏中注入不同大小電流改變發光強度時，LED發光波長的藍移量會出現較大差別，無法滿足小間距顯示屏的應用需要。

因此，提供一種減少LED發光波長藍移量的外延生長方法，解決現有LED外延生長中存在的LED發光波長藍移量較大的問題，以滿足小間距顯示屏的應用需要，是本技術領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明通過采用新的多量子阱發光層生長方法來解決現有LED外延生長中存在的LED發光波長藍移量較大的問題，同時提高LED的發光效率，降低工作電壓，增強抗靜電能力。

本發明的減少LED發光波長藍移量的外延生長方法，依次包括：處理襯底、生長低溫GaN緩沖層、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；所述生長多量子阱發光層依次包括：生長InGaN阱層、摻Si預處理、生長In漸變減少In_XGa_1-X層、生長In漸變增加In_yN_1-y層、生長In恒定In_zAl_1-z層、Mg擴散處理、生長GaN壘層和InGaN：Mg/Si保護層，具體為：

A、控制反應腔壓力280-350mbar，控制反應腔溫度800-850℃，通入流量為50000-70000sccm的NH₃、20-40sccm的TMGa、10000-15000sccm的TMIn，生長厚度為3nm的InGaN阱層；

B、保持反應腔的溫度和壓力不變，通入NH₃、SiH₄、TMIn，關閉TMGa，做5-10秒摻Si預處理；