[发明专利]一种降低P型GaN层电阻率的LED外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种降低P型GaN层电阻率的LED外延结构的生长方法，其特征在于，依次包括高温处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱发光层、生长P型AlGaN层、生长P型GaN层以及退火降温的步骤；其中生长P型GaN层的步骤包括预处理过程和升温生长过程；生长P型GaN层的具体步骤如下：

A、保持反应腔内压力为500～600mbar、温度为850～900℃，通入流量为80～100L/min的NH₃、15～20L/min的TMGa进行预处理；

B、保持反应腔内压力为400～600mbar，通入流量为50000～70000sccm的NH₃、20～100sccm的TMGa、100～130L/min的H₂、1000～3000sccm的Cp₂Mg，生长过程中控制反应腔内的温度从870℃逐渐升温至1000℃，氮原子与镓原子的摩尔比控制为1400:1～1500:1，持续生长50～200nm厚度的P型GaN层，其中Mg的掺杂浓度为1E19atoms/cm³～1E20atoms/cm³。

2.根据权利要求1所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，

所述高温处理蓝宝石衬底的步骤为：保持反应腔内压力为100～300mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为100～130L/min的H₂，热处理蓝宝石衬底8～10分钟；

所述退火降温的步骤为：反应腔内温度降至650～680℃，保温20～30min，关闭加热及给气系统，制得的LED外延结构随炉冷却。

3.根据权利要求1所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲GaN层的步骤为：

保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为500～600℃，通入流量为10000～20000sccm的NH₃、50～100sccm的TMGa、100～130L/min的H₂，在蓝宝石衬底上生长厚度为20～40nm的低温缓冲层GaN；

保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1100℃，通入流量为30000～40000sccm的NH₃以及100～130L/min的H₂，保持温度恒定，对生长好的低温缓冲层GaN进行退火处理300～500s。

4.根据权利要求1所述LED外延结构的生长方法，其特征在于，所述生长不掺杂GaN层的步骤为：

保持反应腔内压力为300～600mbar、温度为1000～1200℃，通入流量为30000～40000sccm的NH₃、200～400sccm的TMGa、100～130L/min的H₂，在低温缓冲GaN层上持续生长厚度为2～4μm的不掺杂GaN层。