[發明專利]一種LED外延多量子阱層生長方法

有效

• 申請號: 202011295803.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112420884B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 徐平;胡耀武;唐海馬
• 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;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/32;C23C16/34;C23C16/453;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

本申請公開了一種LED外延多量子阱層生長方法，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、生長多量子阱層、生長AlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層和降溫冷卻，其中生長多量子阱層依次包括進行摻Mg預處理、生長InGaN阱層、生長In漸變Insubgt;x/subgt;Mgsubgt;1?x?y/subgt;Nsubgt;y/subgt;層、生長Si漸變Sisubgt;m/subgt;Insubgt;n/subgt;Nsubgt;1?m?n/subgt;層、生長MgAlN、生長GaN漸變層以及生長GaN壘層的步驟。本發明方法解決現有LED外延生長方法中存在的量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率，并顯著降低正向電壓。

技術領域

本發明屬于LED技術領域，具體涉及一種LED外延多量子阱層生長方法。

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。當LED有電流流過時，LED中的電子與空穴在其多量子阱內復合而發出單色光。LED作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，具有低電壓、低能耗、體積小、重量輕、壽命長、高可靠性和色彩豐富等優點。目前國內生產LED的規模正在逐步擴大，但是LED仍然存在發光效率低下的問題，影響LED的節能效果。

目前現有的LED多量子阱的生長方法制備的LED外延InGaN/GaN多量子阱品質不高，該多量子阱發光區輻射效率低下，嚴重阻礙了LED發光效率的提高，影響LED的節能效果。

綜上所述，急需一種新的LED外延多量子阱層生長方法，解決現有LED多量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率。

發明內容

本發明通過采用新的多量子阱層生長方法來解決現有LED外延生長方法中存在的量子阱生長質量不高及量子阱輻射復合效率低下的問題，從而提高LED的發光效率，并顯著降低正向電壓。

本發明的LED外延多量子阱層生長方法，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、生長多量子阱層、生長AlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層和降溫冷卻；其中生長多量子阱層依次包括：摻Mg預處理、生長InGaN阱層、生長In漸變In_xMg_1-x-yN_y層、生長Si漸變Si_mIn_nN_1-m-n層、生長MgAlN層、生長GaN漸變層、生長GaN壘層，具體步驟為：

A、將反應腔壓力控制在200-280mbar，反應腔溫度控制在800-850℃，通入NH₃以及Cp₂Mg，進行25-35秒摻Mg預處理，且控制Mg的摻雜濃度由2E20atom/cm³漸變減少至2E18atom/cm³；

B、反應腔壓力保持不變，升高反應腔溫度至900-950℃，通入NH₃、TMGa以及TMIn，生長厚度為3-5nm的InGaN阱層；

C、保持反應腔壓力不變，升高反應腔溫度至1000℃-1050℃，通入NH₃、Cp₂Mg、TMIn以及N₂，生長厚度為8-12nm的In漸變In_xMg_1-x-yN_y層，其中x的范圍為0.05-0.20，y的范圍為0.02-0.15，生長過程中控制In原子摩爾含量從8％漸變升高至20％；