[发明专利]一种超晶格层的生长方法及含此结构的LED外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种超晶格层的生长方法及含此结构的LED外延结构。

背景技术

目前，LED是一种固体照明，具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点，深受广大消费者的喜欢。随着国内生产LED的规模逐步扩大的同时，市场上对LED光效的需求与日俱增。

现有的LED外延结构的生长方法(其结构详见图1)包括如下步骤：

第一步、在1000-1100℃的氢气气氛下，通入100-130L/min的H₂，保持反应腔压力100-300mbar(气压单位)，处理蓝宝石衬底1，处理时间为5-10分钟；

第二步、降温至500-600℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm(sccm指标准毫升每分钟)的NH₃、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H₂，在蓝宝石衬底1上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层2；

第三步、升高温度至1000-1100℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃、100-130L/min的H₂、保持温度稳定持续300-500℃，将低温缓冲层2腐蚀成不规则小岛；

第四步、升高温度至1000-1200℃，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H₂、持续生长厚度为2-4μm的不掺杂GaN层3；

第五步、生长掺杂Si的N型GaN层4，所述掺杂Si的N型GaN层4由下至上依次包括第一层以及第二层，所述第一层的生长过程具体是：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H₂、20-50sccm的SiH₄，持续生长厚度为3-4μm的第一层，其中：Si的掺杂浓度为5E18-1E19atoms/cm³；所述第二层的生长过程具体是：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH₃、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H₂、2-10sccm的SiH₄持续生长厚度为200-400nm的第二层，其中：Si的掺杂浓度为5E17-1E18atoms/cm³；

第六步、生长发光层5，所述发光层包括周期性生长7-15个复合层，所述复合层由下至上依次包括In_xGa_(1-x)层5.1和GaN层5.2，所述In_xGa_(1-x)层5.1的具体生长过程是：保持反应腔压力为300-400mbar、温度为700-750℃，通入流量为50000-70000sccm的NH₃、20-40sccm的TMGa、1500-2000sccm的TMIn、100-130L/min的N₂，生长厚度为2.5-3.5nm的掺杂In的In_xGa_(1-x)N层，其中：x＝0.20-0.25，发光波长450-455nm；所述GaN层5.2的生长过程具体是：升高温度至750-850℃，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH₃、20-100sccm的TMGa、100-130L/min的N₂，生长厚度为8-15nm的GaN层；