一种减少外延片翘曲的LED外延生长方法与流程

技术特征：

1.一种减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，包括：

将蓝宝石衬底放入电子束真空镀膜反应腔中，使用高纯度金属铝作为靶材，在腔体温度为240℃，镀膜速率为电子枪的输出功率为3-4kW，镀膜功率为电子枪输出功率的0.35倍，腔体压力为1.0×10^-6Torr的条件下，在所述蓝宝石衬底上蒸镀100-140nm厚的Al单质薄膜；

将蒸镀有所述Al单质薄膜的蓝宝石衬底从电子束真空镀膜反应腔中取出，放入快速退火炉反应腔，退火温度为500℃，反应时间为300～360s，控制反应腔的氧气流量由9mL/min规律性线性增加至15mL/min，且氧气流量的控制关系式满足：Q＝0.1t-21(Q表示氧气流量，t表示反应时间),在蓝宝石衬底表面制备130-160nm厚的Al2O3薄膜；

将制备有所述Al2O3薄膜的蓝宝石衬底从快速退火炉反应腔中取出，放入MOCVD反应腔，依次生长掺杂Si的n型GaN层、有源层MQW、P型AlGaN层和P型GaN层；

在温度为700℃-800℃，通入100L/min-150L/min的N2的条件下，保温20-30min，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的减少外延片翘曲度的LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为1000℃-1100℃，反应腔压力为150-300mbar，通入50-90L/min的H2、40-60L/min的NH3、200-300sccm的TMGa、20-50sccm的SiH4的条件下，生长2μm-4μm厚的掺杂Si的n型GaN层，Si掺杂浓度为5×10¹⁸atoms/cm³-1×10¹⁹atoms/cm³。

3.根据权利要求1所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为900℃-1100℃，反应腔压力为100-200mbar，通入50-100L/min的H2的条件下，处理蓝宝石衬底5min-10min。

4.根据权利要求1所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

所述有源层MQW，包括：交替生长的InxGa(1-x)N阱层和GaN垒层，交替周期控制在10-15个。

5.根据权利要求4所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为700℃-750℃，反应腔压力为300mbar-400mbar，通入50-90L/min的N2、40-60L/min的NH3、10-50sccm的TMGa、1000-2000sccm的TMIn的条件下，生长厚度为3nm-4nm的所述InxGa(1-x)N阱层，其中，

x＝0.15-0.25，

In掺杂浓度为1×10²⁰atoms/cm³-3×10²⁰atoms/cm³。

6.根据权利要求4所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为800℃-850℃，通入50-90L/min的N2、40-60L/min的NH3、10-50sccm的TMGa的条件下，生长厚度为10nm-15nm的所述GaN垒层。

7.根据权利要求1所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为850-950℃，反应腔压力为200r-400mbar，通入50-90L/min的N2、40-60L/min的NH3、50-100sccm的TMGa的条件下，生长Mg掺杂的所述P型AlGaN层。

8.根据权利要求7所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

Mg掺杂的所述P型AlGaN层的厚度为50nm-100nm；其中，

Al掺杂浓度为1×10²⁰atoms/cm³-3×10²⁰atoms/cm³；

Mg掺杂浓度为5×10¹⁸atoms/cm³-1×10¹⁹atoms/cm³。

9.根据权利要求1所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

在高温度为950℃-1000℃，反应腔压力为200-600mbar，通入50-90L/min的N2、40-60L/min的NH3、50-100sccm的TMGa的条件下，生长掺杂Mg的所述P型GaN层。

10.根据权利要求9所述的减少外延片翘曲的LED外延生长方法，其特征在于，

掺杂Mg的所述P型GaN层的厚度为100nm-300nm，其中，

Mg掺杂的浓度为1×10¹⁹atoms/cm³-1×10²⁰atoms/cm³。