[发明专利]4英寸LED外延生长方法

说明书

本发明公开了一种4英寸LED外延生长方法，涉及LED技术领域，包括：处理衬底、生长低温缓冲层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长Al_xGa_1‑xN/In_yGa_1‑yN超晶格层、生长有源层MOW、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层、降温冷却。通过引入Al_xGa_1‑xN/In_yGa_1‑yN超晶格层，有利于消除4英寸蓝宝石衬底对GaN薄膜的应力累积效应，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且提高了LED发光效率和抗静电能力。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，更具体地，涉及一种4英寸LED外延生长方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种固体照明，由于LED具有体积小、耗电量低使用寿命长高亮度、环保、坚固耐用等优点受到广大消费者认可，国内生产LED的规模也在逐步扩大，并且大部分厂家生产LED的尺寸已经由2英寸升级为4英寸。LED尺寸升级为4英寸后，LED普遍存在外延片翘曲大、发光效率低下等技术难题，因此，如何生长更好的外延片日益受到重视。

现有的外延生长技术中普遍存在外延片翘曲大的问题，尤其在4英寸蓝宝石衬底上进行外延晶体生长时，由于晶格失配、铟的分布不均匀等问题，使得外延层晶体质量和光输出功率较低，导致外延片翘曲较大，产品良率以及发光效率较低。因此，需要研发一种4英寸LED外延生长方法。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供了一种4英寸LED外延生长方法，引入了Al_xGa_1-x N/In_yGa_1-yN超晶格层，有利于消除4英寸蓝宝石衬底对GaN薄膜的应力累积效应，显著增大了外延膜材料应力控制的窗口，从而可以减少外延片翘曲，有利于提高GaN外延片的合格率，并且提高了LED发光效率和抗静电能力。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

本申请提供一种4英寸LED外延生长方法，其特征在于，包括：处理衬底、生长低温缓冲层、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格层、生长有源层MOW、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层、降温冷却；

其中，所述生长Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格层，进一步为：

设置反应腔的生长温度为800℃-850℃，生长压力为300mbar-400mbar，向反应腔通入流量为70L/min-80L/min的NH₃、150L/min-180L/min的SiH₄、110sccm-130sccm的TEGa、200sccm-240sccm的TMAl源，在所述掺杂Si的n型GaN层上生长厚度为D1的n型掺杂Al_xGa_1-xN层，其中，在生长所述n型掺杂Al_xGa_1-xN层的过程中，Si掺杂浓度每秒增加1E+16atoms/cm³，所述Si掺杂浓度从2E+18atoms/cm³线性渐变增加为4E+18atoms/cm³；