Led外延层生长方法及通过此方法获得的led芯片的制作方法_2

文档序号:9632698阅读:来源:国知局
)本发明所提供的L邸外延层生长方法及通过此方法获得的L邸忍片,P型 AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层中渗杂Mg的浓度大于第一 P型GaN层中渗杂Mg的浓度, 与第二P型GaN层中渗杂Mg的浓度相近;第一 P型GaN层中渗杂Mg的浓度小于第二P型 GaN层中渗杂Mg的浓度,因此,AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层、第一 P型GaN层和第二P 型GaN层S层材料层Mg浓度呈U型渗杂。高渗Mg低电阻率P型AlGaN/InGaN超晶格电子 阻挡层、低渗Mg高电阻率第一 P型GaN层和高渗Mg低电阻率第二P型GaN层S层材料层 相当于在外延层结构形成P型电容式结构。对高压静电的冲击起到了分散、缓冲的作用,从 而提高GaN基LED器件的抗静电能力。
[0039] 似该结构中通过高渗Mg浓度P型AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层、P型AlGaN 势垒层阻碍空穴逃逸和P型InGaN势阱层束缚空穴来提高P型AlGaN/InGaN超晶格电子阻 挡层的空穴浓度,另外,AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层、第一P型GaN层和第二P型GaN层 S层材料层Mg浓度呈U型渗杂,低渗P型GaN层空穴迁移率较大,为空穴扩散提供助力,提 局至穴迁移率,从而提局发光效率。
【附图说明】
[0040] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0041] 图1为本发明实施例1中LED外延层的结构示意图;
[0042] 图2为本发明实施例1与对比例2及对比例3的亮度对比图;
[0043] 图3为本发明实施例1与对比例2及对比例3的亮度ESD良率对比图;
[0044] 其中,1、衬底,2、缓冲层GaN, 3、uGaN,4、nGaN层,5、MQW有源层,6、P型超晶格电子 阻挡层,7、第一 P型GaN层,8、第二P型GaN层,9、第立P型GaN层。
【具体实施方式】
[0045] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员 应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不W 名称的差异来作为区分组件的方式,而是W组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在 通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"为一开放式用语,故应解释成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所 述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,"禪接"一词在此包含任何直接及间接的电性 禪接手段。因此,若文中描述一第一装置禪接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电 性禪接于所述第二装置,或通过其他装置或禪接手段间接地电性禪接至所述第二装置。说 明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃W说明本申请的一般原则为目 的,并非用W限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。 W46] 在本发明中术语P型GaN层是指渗杂Mg或渗杂Al或同时渗杂Mg和Al后形成的 GaN层;术语N型GaN层是指渗杂Si后形成的GaN层;术语U型GaN层是指未渗杂的GaN 层。 阳047] 实施例1 W48] 本发明运用MOCVD生长GaN外延层,采用高纯&或高纯N 2或H 2和N 2混合气体作 为载气,高纯畑3作为N源,金属有机源S甲基嫁灯MGa)作为嫁源,S甲基铜灯MIn)作为 铜源,P型渗杂剂为二茂儀(CpzMg),衬底为图型衬底或蓝宝石衬底,反应压力在IOOmbar到 850mbar之间。具体生长方式如下(外延结构请参考图1):
[0049] 1、处理衬底:将溫度升至1230°C -1280°C,将衬底处理4min-8min;
[0050] 2、生长低溫缓冲层GaN :将溫度降至520°C -590。在&气氛下,在上述衬底生长 20nm-35nm厚的缓冲层;
[0051] 3、生长不渗杂GaN层:将反应室溫度升至116(TC -1280°C,在&气氛下,在上述的 缓冲层上生长2 Ji m-3. 5 Ji m厚的IiGaN层; 阳05引 4、生长nGaN层:将反应室溫度升至1240 °C -1290 °C,反应室压力为 SOOmbar-GSOmbar,在&气氛下,在上述的IiGaN层上生长2 Ji m-3. 5 Ji m厚的nGaN层,Si的 渗杂浓度为 8X l〇iSatoms/cm3~1. 5X 10 "atoms/cm];
[0053] 5、生长MQW有源层:将反应室溫度降至800°C -970°C,在成气氛下,在上述的nGaN 层上生长MQW有源层;MQW有源层是由InGaN阱层和GaN垒层周期性叠加生长组成的多量子 阱结构,其中InGaN层厚度为2nm-3. 5皿,GaN厚度为8nm-13皿,叠加的循环周期数为11-18 个;
[0054] 6、生长电子阻挡层:将反应室溫度升至860°C -950。在成气氛下,通入摩尔浓 度为1. 03X 10 %ol/min-l. 86X 10 %ol/min的CpzMg源作为Mg渗杂源,在上述的MQW有 源层上生长P型AlGaN/InGaN超晶格电子阻挡层;
[0055] 7、生长第一 P型GaN层:将反应室溫度升至1000°C -1070。在成气氛下,反应 室压力为 400mba;r-700mba;r,通入摩尔浓度为 5. 17X10°7mol/min-5. 17X10%iol/min 的 CP2%源作为Mg渗杂源,在上述电子阻挡层上生长40nm-80皿厚第一 P型GaN层; W56] 8、生长第二P型GaN层:将反应室溫度升至1070°C -1140。反应室压 力为400mbar-700mbar,在&和N 2混合气氛下,通入摩尔浓度为1. 14X 10 DSmol/ min-1. 97X 10 °5mol/min的CpzMg源作为Mg渗杂源,在上述第一 P型GaN层上生长 30nm-70nm 厚第二 P 型 GaN 层;
[0057] 9、生长第SP型GaN层:保持反应室溫度不变,反应室压力降为200mbar-400mbar, 在&和N 2混合气氛下,通入摩尔浓度为8. 8 X 10 %iol/min-l. 29 X 10 °5mol/min的CpzMg源 作为Mg渗杂源,在上述第二P型GaN层上生长4nm-10皿厚第S P型GaN层; 阳05引 10、生长接触层,将反应室溫度降至750 °C -820 °C,反应室压力为 100mbar-300mbar,在成气氛下,在上述的第S P型GaN层上生长3nm-6皿厚的InGaN接触 层;
[0059] 11、降溫冷却:将溫度降至600°C~750°C,反应室压力为300mbar-500mbar,在成 气氛下,活化时间5min~20min。 W60] 对比例1
[0061]一种L邸外延层的生长方法为: 阳06引1、处理衬底:将溫度升至1230°C -1280。将衬底处理4min-8min; 阳06引2、生长低溫缓冲层GaN :将溫度降至520°C -590。在&气氛下,在上述衬底生长 20nm-35nm厚的缓冲层; W64] 3、生长不渗杂GaN层:将反应室溫度升至116(TC -1280°C,在&气氛下,在上述的 缓冲层上生长2 y m-3. 5 y m厚的UGaN层; W65] 4、生长nGaN层:将反应室溫度升至1240 °C -1290 °C,反应室压力为 SOOmbar-GSOmbar,在&气氛下,在上述的IiGaN层上生长2 Ji m-3. 5 Ji m厚的nGaN层,Si的 渗杂浓度为 8X l〇iSatoms/cm3~1. 5X 10 "atoms/cm];
[0066] 5、生长MQW有源层:将反应室溫度降至800°C -970°C,在成气氛下,在上述的nGaN 层上生长MQW有源层;MQW有源层是由InGaN阱层和GaN垒层周期性叠加生长组成的多量子 阱结构,其中InGaN层厚度为2nm-3. 5皿,GaN厚度为8nm-13皿,叠加的循环周期数为11-18 个;
[0067] 6、生长电子阻挡层:将反应室溫度升至860°C -950。在成气氛下,通入摩尔浓 度为 1. 03X 10 °5mol/min-l. 86X 10 °5mol/min 的 CpzMg 源作为 Mg 渗杂源,
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