[发明专利]一种LED外延结构生长方法

权利要求书

1.一种LED外延结构生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长多量子阱层、生长AlGaN电子阻挡层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却；其中生长多量子阱层依次包括：生长高温InGaN阱层、生长低温GaN垒层、生长高Al组分渐变AlN层、生长Si掺杂低温InGaN阱层、生长高温GaN垒层、生长低Al组分渐变AlN层，具体为：

A、将反应腔压力控制在200-280mbar，反应腔温度控制在900-950℃，通入流量为20000-30000sccm的NH₃、200-300sccm的TMGa以及1300-1400sccm的TMIn，生长厚度为10-20nm的高温InGaN阱层；

B、保持反应腔压力不变，降低反应腔温度至500-580℃，通入流量为6000-8000sccm的NH₃、150-200sccm的TMGa及200-250L/min的N₂，且控制氮原子与镓原子的摩尔比从600:1渐变增加至700:1，生长厚度为5-8nm的低温GaN垒层；

C、保持温度不变，反应腔压力升高至300-400mbar，通入50-70sccm的N₂、500-600sccm的TMAl,生长厚度为7nm-10nm的高Al组分AlN层，其中Al的摩尔组分由15％渐变增加至20％；

D、保持反应腔压力不变，反应腔温度降低至420-480℃，通入流量为20000-30000sccm的NH₃、200-300sccm的TMGa、60-90sccm的SiH₄以及1300-1400sccm的TMIn，生长厚度为10-20nm的Si掺杂低温InGaN阱层，Si掺杂浓度为3E19atoms/cm³；

E、保持反应腔压力不变，升高温度至800-900℃，通入流量为6000-8000sccm的NH₃、150-200sccm的TMGa及200-250L/min的N₂，且控制氮原子与镓原子的摩尔比从600:1渐变增加至700:1，生长厚度为5-8nm的高温GaN垒层；

F、保持反应腔温度、压力不变，通入50-70sccm的N₂、200-250sccm的TMAl,生长厚度为7nm-10nm的低Al组分AlN层，其中Al的摩尔组分由10％渐变减少至5％；

重复上述步骤A-F，周期性依次生长高温InGaN阱层、低温GaN垒层、高Al组分渐变AlN层、Si掺杂低温InGaN阱层、高温GaN垒层、低Al组分渐变AlN层，生长周期数为2-8个。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，在1000℃-1100℃的温度下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底5min-10min。

3.根据权利要求2所述的LED外延结构生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲层GaN的具体过程为：

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

升高温度到1000℃-1100℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、100L/min-130L/min的H₂，保温300s-500s，将低温缓冲层GaN腐蚀成不规则岛形。