[发明专利]一种LED外延生长方法

说明书

本申请公开了一种LED外延生长方法，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u‑GaN层、生长温度压力渐变n‑GaN层、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却。其中，所述温度压力渐变n‑GaN层包括温度渐变n型GaN层、压力渐变n型GaN层和温度、压力同时渐变n型GaN层。本发明方法能够提高外延材料结晶质量，提升量子阱发光区的电子空穴对，增强发光辐射效率，提高LED的发光效率，降低电压。

技术领域

本申请涉及LED外延设计应用技术领域，具体地说，涉及一种LED外延生长方法。

背景技术

目前LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种固体照明，因体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点受到广大消费者认可，国内生产LED的规模也在逐步扩大。市场上对LED亮度和光效的需求与日俱增，客户关注的是LED更省电，亮度更高、光效更好，这就为LED外延生长提出了更高的要求。如何生长更好的外延片日益受到重视。因为外延层晶体质量的提高，LED器件的性能可以得到提升，LED的发光效率、寿命、抗老化能力、抗静电能力、稳定性会随着外延层晶体质量的提升而提升。

目前，LED市场上现在要求LED芯片驱动电压低，特别是大电流下驱动电压越小越好、光效越高越好；LED市场价值的体现为(光效)/单价，光效越好，价格越高，所以LED高光效一直是LED厂家和院校LED研究所追求的目标。

因此，如何通过LED外延生长提高LED的发光效率成为现阶段亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种LED外延生长方法，把传统的n型GaN层，设计为温度渐变n型GaN层、压力渐变n型GaN层和温度、压力同时渐变n型GaN层结构，以增强发光辐射效率，提高LED的发光效率。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

一种LED外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温成核层GaN、生长高温GaN缓冲层、生长非掺杂u-GaN层、生长温度压力渐变n-GaN层、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层、生长P型GaN接触层、降温冷却，

其中，所述温度压力渐变n-GaN层包括温度渐变n型GaN层、压力渐变n型GaN层和温度、压力同时渐变n型GaN层；

所述温度压力渐变n-GaN层为：

通入N₂和SiH₄，在N₂气氛下，保持生长压力为500Torr～600Torr，生长温度由500～800℃渐变至1000～1300℃，生长厚度为100nm至150nm的n型GaN层，Si掺杂浓度为1E18atoms/cm³至1E21atoms/cm³；

降低温度至600℃～800℃，通入H₂和SiH₄，在H₂气氛下，保持生长温度为600℃～800℃，生长压力由500Torr～600Torr渐变至800Torr～1000Torr，生长厚度为5nm至10nm的n型GaN层，Si掺杂浓度为1E18atoms/cm³至1E21atoms/cm³；