[发明专利]一种LED外延结构的生长方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，具体涉及一种多反应室生长不同生长层工艺的LED外延结构的制作及转移方法。

背景技术

现有技术中，LED外延片的第一半导体层、量子阱层、第二半导体层通常在同一反应腔中沉积完成，因为不同层中的参杂物质不相同，所述第一半导体层、量子阱层、第二半导体层都在同一反应中沉积完成是，所述第一半导体层、量子阱层、第二半导体层之间很容易发生交叉污染；为解决LED外延片的第一半导体层、量子阱层、第二半导体层之间的交叉污染为题，现有技术中提出了将LED外延片的第一半导体层、量子阱层、第二半导体层分别在三个反应腔中沉积形成，这就需要使得生长有第一半导体层或生长有量子阱层的基底在不同反应腔之间转移。由于需要在不同的反应腔中转移后，所述第一半导体层或所述量子阱层容易在一个反应腔到另一反应腔中的转移过程中受到污染，尤其是使得量子阱层会受到污染。其污染主要是现有的传输通道中虽然已设置为近真空的状态，但通常仍然会存在有水气或氧气，如此氧原子可能进入到量子阱层中，会使量子阱层受到损害，导致发光效率降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种LED外延结构的生长方法以及其生长设备。

步骤Ⅰ：在第一反应腔中，在生长有第一半导体层的基底上生长量子阱层；然后在所述量子阱层上生长用于防止所述量子阱层受污染的隔离层。

步骤Ⅱ：将所述生长有隔离层的基底通过转移通道转移到第二反应腔中，刻蚀隔离层后生长第二半导体层。

优选地，所述转移通道填充有保护气体，

优选地，所述转移通道与所述任一反应腔连通时，所述保护气体压强不高于所述任一反应腔内的压强。

优选地，所述保护气体压强为20～40千帕。

优选地，所述保护气体为N₂和/或NH₃。

优选地，所述转移通道的工作温度为400~600℃。

优选地，所述隔离层的材质与所述量子垒的材质一致，所述步骤Ⅰ中隔离层的生长厚度为1~3个量子垒厚度。隔离层的设置能保证量子阱层免受污染。

优选地，所述步骤Ⅱ中的隔离层被完全刻蚀。

优选地，所述量子阱层的材质是InGaN/GaN、InAlGaN/GaN、InGaN/AlGaN或InAlGaN/AlGaN；所述第一半导体层的材质是n型GaN；所述第二半导体层的材质是p型GaN。

优选地，所述隔离层的材质是无掺杂的GaN。

优选地，所述基底与所述第一半导体层之间还包括缓冲层；所述缓冲层的材质是多晶GaN。

本发明还提供这种LED外延结构生长设备，其包括第一反应腔、第二反应腔和连接所述第一反应腔与所述第二反应腔的转移通道，所述第一反应腔用于在生长有第一半导体层的基底上生长量子阱层；并用于在所述量子阱层上生长用于防止所述量子阱层受污染的隔离层；所述第二反应腔用于刻蚀隔离层后生长第二半导体层。

优选地，所述生长设备还包括与所述转移通道连接的保护气体源，所述保护气体源用于向所述转移通道填充保护气体。

优选地，当所述转移通道与所述任一反应腔连通时，保护气体压强不高于所述任一反应腔内的压强。

其中，所述生长设备还包括与所述转移通道连接的气体压强控制器，所述气体压强控制器用于控制所述保护气体压强为20～40千帕。

优选地，所述保护气体为N₂和/或NH₃。

优选地，所述生长设备还包括与所述转移通道连接的温度控制器，所述温度控制器用于控制所述转移通道的工作温度为400~600℃。

有益效果：本发明提供的LED外延结构的生长方法，在独立反应腔制作量子阱层的基础上，引入隔离层的生长和刻蚀步骤，使量子阱层从一个反应腔通过所述转移通道转移到另一反应腔的过程中具有隔离层的保护而免受污染。同时对转移通道的进行保护气体的填充以及温度控制，更进一步加强了转移过程对量子阱层的保护，有效稳定及提高量子阱层的性能。

附图说明

图1是一种LED外延结构示意图。

图2是本发明实施例的LED外延结构生长设备示意图。

图3是本发明另一实施例的LED外延结构生长设备示意图。

具体实施方式

下面，将结合附图对本发明作详细说明。