一种led电流扩展层外延生长方法
【专利摘要】本申请公开了LED电流扩展层外延生长方法，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、交替生长掺杂In的InxGa(1?x)N/GaN发光层、生长P型AlGaN层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，生长掺杂Si的N型GaN层后还包括生长SixAl(1?x)N/SiyGa(1?y)N超晶格层。本发明能够使得LED的N层电流分布得到改善，进而使得LED的发光强度得到改善，各方面性能得到提升。
【专利说明】
-种LED电流扩展层外延生长方法
技术领域
[0001] 本申请设及Lm)外延设计应用技术领域，具体地说，设及一种Lm)电流扩展层外延 生长方法。
【背景技术】
[0002] 目前L邸是一种固体照明，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Lm)的规模也在逐步扩大；市场上对Lm)亮度和光效的 需求与日俱增，如何生长更好的外延片日益受到重视，因为外延层晶体质量的提高，L抓器 件的性能可W得到提升，LED的发光效率、寿命、抗老化能力、抗静电能力、稳定性会随着外 延层晶体质量的提升而提升。
[0003] 传统的蓝宝石Lm)外延生长的N层电流分布不均匀，导致电流拥挤N层阻值变高，导 致发光层电流分布不均匀发光效率不高。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种Lm)电流扩展层外延生长方 法，其能够使得LED的N层电流分布得到改善，进而使得LED的发光强度得到改善，各方面性 能得到提升。
[0005] 为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：
[0006] -种L抓电流扩展层外延生长方法，依次包括:处理衬底、生长低溫缓冲层GaN、生 长不渗杂GaN层、生长渗杂Si的N型GaN层、交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层、生长P 型AlGaN层、生长渗杂Mg的P型GaN层，降溫冷却，其特征在于，所述生长渗杂Si的N型GaN层后 还包括生长SixAl (i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层，
[0007] 所述生长SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层进一步为：
[000引保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持溫度1000°C-1100°C，通入流量为 30000sccm-60000sccm 的畑3、100L/min-130L/min 的也、100sccm-200sccm 的TMAl、IOsccm-20sccm 的 SiEt,生长 51、41(1-、冲，5;[渗杂浓度1618日1:01113/畑13-5618日1:01113/畑13;
[0009] 保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持溫度1000°c-1100°c，通入流量为 30000sccm-60000sccm 的NH3、200sccm-400sccm 的TMGa、100L/min-130L/min 的也、IOsccm-20sccm 的 SiH4,生长 SiyGa(I-Y)N 超晶格层，Si 渗杂浓度 lE18atoms/cm3-5E18atoms/cm3;
[0010] 周期性生长SixAl(I-X)N和SiyGa(I-Y)N超晶格层，生长周期为10-20,生长SixAl(I-X)N 和SiyGa(I-Y)N超晶格层的顺序可置换。
[0011] 优选地，其中，所述处理衬底进一步为:在iooo°c-ii〇(rc的也气氛下，通入10化/ min-l 30L/min的也，保持反应腔压力IOOmbar-SOOmbar，处理蓝宝石衬底Smin-IOmin。
[0012] 优选地，其中，所述生长低溫缓冲层GaN进一步为：降溫至500°C-60(rC，保持反应 腔压力 SOOmbar-GOOmbar，通入流量为 10000 3。。111-2〇00〇3。。1]1的畑3、5〇3。。111-10〇3。。1]1的 TMGa、100L/min-13化/min的也、在蓝宝石衬底上生长厚度为20皿-40皿的低溫缓冲层GaN; 升高溫度至1000°C-1100°C，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH3、100L/min-130L/min的此、保持溫度稳定持续300s-500s，将低溫缓冲层 GaN腐蚀成不规则小岛。
[0013] 优选地，其中，所述生长不渗杂GaN层进一步为:升高溫度到1000°C-120(rC，保持 反应腔压力 SOOmbar-GOOmbar，通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、2〇Osccm-400sccm 的TMGa、100L/min-130L/min的出、持续生长2皿-4皿的不渗杂GaN层。
[0014] 优选地，其中，所述生长渗杂Si的N型GaN层进一步为:保持反应腔压力、溫度不变， 通入流量为300003。畑1-600003。畑1的畑3、2003。。111-4003。畑1的116日、10化/111；[]1-1301/111；[]1的 出、20sccm-50sccm的SiH4,持续生长3皿-4皿渗杂Si的N型GaN，Si渗杂浓度祀18atoms/cm 3-lE19atoms/cm3;保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、 200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、2sccm-10sccm 的 SiH4,持续生长 200皿-400皿渗杂 Si 的 N型GaN，Si渗杂浓度祀17atoms/cm3-lE18atoms/cm3。
[0015] 优选地，其中，所述交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层进一步为:保持反应 腔压力3〇〇mbar-400mbar、溫度 7〇0°C-75〇°C，通入流量为50000sccm-70000sccm的畑3、 20sccm-40sccm 的 TMGa、1500sccm-2000sccm 的 TMIn、100L/min-130L/min 的化，生长渗杂 In 的2.5nm-3.5nm 的 InxGa(I-X)N层，X = O. 20-0.25，发光波长450nm-455nm;接着升高溫度至 750 。(:-850°C，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的畑3、 20sccm-100sccm 的TMGa、100L/min-130L/min 的化，生长 Snm-15nm 的GaN层；重复 IrixGa(I-X)N 的生长，然后重复GaN的生长，交替生长InxGa(i-x)N/GaN发光层，控制周期数为7-15个。
[0016] 优选地，其中，所述生长P型AlGaN层进一步为:保持反应腔压力SOOmbar-AOOmbar、 溫度900。0950。(：，通入流量为 50000sccm-70000sccm 的 NH3、30sccm-60sccm 的 TMGa、100L/ min-130L/min 的此、IOOsccm-130sccm 的TMAl、1000 sccm-1300sccm 的CpsMg,持续生长 50nm-IOOnm的 P型 AlGaN 层，Al 渗杂浓度化20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg 渗杂浓度化 19atoms/ cm3-lE20atoms/cm3。
[0017] 优选地，其中，所述生长渗Mg的P型GaN层进一步为：保持反应腔压力400mbar-900mbar、溫度 95(TC-100(rC，通入流量为 50000sccm-70000sccm 的 NH3、20sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、1000sccm-3000sccm 的 Cp2Mg，持续生长 SOnm-IOOnm 的渗 Mg 的 P 型 GaN 层，Mg 渗杂浓度化 19atoms/cm3-lE20atoms/cm3。
[0018] 优选地，其中，所述降溫冷却进一步为：降溫至650°C-68(rC，保溫20min-30min，接 着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
[0019] 与现有技术相比，本申请所述的方法，达到了如下效果：
[0020] 本发明L邸电流扩展层外延生长方法中，采用新的材料SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶 格层，利用AlN的高能带作为势磊，阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的 电子遇到AlN能带的阻挡，适当的横向扩散开来；同时SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层形成 高浓度的二维电子气，二维电子气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流 通过SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分 布变得均匀，新材料的运用使得LED发光强度变好，各方面性能能够得到提升。
【附图说明】
[0021] 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：
[0022] 图1为本发明实施例1中L邸外延层的结构示意图；
[0023] 图2为对比实施例1中L邸外延层的结构示意图；
[0024] 其中，1、衬底，2、低溫GaN缓冲层，3、U型GaN层，4、N型GaN层，5、SixAl (I-X)N, 6、 SiyGa(i-y)N，7、超晶格层，8、InxGa(l-x)N，9、GaN，10、发光层，ll、P型AlGaN，12、P型GaN。
【具体实施方式】
[0025] 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。
[00%] 实施例1
[0027] 参见图1，参见图1，本发明运用MOCVD来生长高亮度GaN基L抓外延片。采用高纯此 或高纯化或高纯此和高纯化的混合气体作为载气，高纯N曲作为N源，金属有机源=甲基嫁 (TMGa)作为嫁源，S甲基铜(TMIn)作为铜源，N型渗杂剂为硅烷(SiH4)，S甲基侣(TMAl)作 为侣源，P型渗杂剂为二茂儀（CPsMg),衬底为（OOOl)面蓝宝石，反应压力在70mbar到 gOOmbar之间。具体生长方式如下：
[00%] -种L抓电流扩展层外延生长方法，依次包括:处理衬底、生长低溫缓冲层GaN、生 长不渗杂GaN层、生长渗杂Si的N型GaN层、交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层、生长P 型AlGaN层、生长渗杂Mg的P型GaN层，降溫冷却，
[00巧]上述处理衬底进一步为:在1000。(：-1100。(：的此气氛下，通入10化/111111-13017111111 的出，保持反应腔压力IOOmbar-SOOmbar，处理蓝宝石衬底Smin-IOmin。
[0030] 上述生长低溫缓冲层GaN进一步为：降溫至500°C-60(rC，保持反应腔压力 SOOmbar-GOOmbar，通入流量为10000sccm-20000sccm 的NH3、50sccm-100sccm 的TMGa、IOOL/ min-13化/min的此、在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-4化m的低溫缓冲层GaN;升高溫度至 1000°C-1100°C，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的 畑3、100L/min-130L/min的出、保持溫度稳定持续300S-500S，将低溫缓冲层GaN腐蚀成不规 则小岛。
[0031] 上述生长不渗杂GaN层进一步为：升高溫度到1000°C-120(rC，保持反应腔压力 SOOmbar-GOOmbar，通入流量为30000 3。。111-4000〇3。。1]1的畑3、20〇3。。111-40〇3。。1]1的116日、 100L/min-130L/min的出、持续生长2皿-4皿的不渗杂GaN层。
[0032] 上述生长渗杂Si的N型GaN层进一步为：保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为 30000sccm-60000sccm 的 NH3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的此、20sccm-50sccm的SiH4,持续生长3皿-4皿渗杂Si的N型GaN，Si渗杂浓度祀18atoms/cm3-化19atoms/ cm3;保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的畑3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min的出、2sccm-10sccm的SiH4，持续生长200皿-400皿渗杂Si的N型 GaN，Si渗杂浓度祀17atoms/cm3-lE18atoms/cm3。
[0033] 上述生长渗杂Si的N型GaN层后还包括生长SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层，上述 生长SixAl (i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层进一步为：
[0034] 保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持溫度1000°C-1100°C，通入流量为 30000sccm-60000sccm 的畑3、100L/min-130L/min 的此、100sccm-200sccm 的TMAl、IOsccm-20sccm 的 SiH4,生长 51、41(1-、仲，5;[渗杂浓度1618日1:01113/畑13-5618日1:01113/畑13;
[00；3日]保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持溫度lOOOr-llOOr，通入流量为 30000sccm-60000sccm 的NH3、200sccm-400sccm 的TMGa、100L/min-130L/min 的此、IOsccm-20sccm 的 SiH4,生长 SiyGa(I-Y)N 超晶格层，Si 渗杂浓度 lE18atoms/cm3-5E18atoms/cm3;
[0036] 周期性生长SixAl(I-X)N和SiyGa(I-Y)N超晶格层，生长周期为10-20,生长SixAl(I-X)N 和SiyGa(I-Y)N超晶格层的顺序可置换。
[0037] 上述交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层进一步为：保持反应腔压力 300mbar-400mbar、溫度 70(TC-75(rC，通入流量为 50000sccm-70000sccm 的 NH3、20sccm-40sccm 的 TMGa、1500sccm-2000sccm 的 TMIn、100L/min-130L/min的化，生长渗杂 In的 2.5nm-3.5nm的 InxGa(I-X)N层，X = 0.20-0.25，发光波长450nm-455nm;接着升高溫度至750 °C -850 °C，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的畑3、20sccm-IOOsccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的化，生长加 m-15nm 的 GaN 层；重复 InxGa(I-X)N 的生长， 然后重复GaN的生长，交替生长InxGa(i-x)N/GaN发光层，控制周期数为7-15个。
[0038] 上述生长P型AlGaN层进一步为：保持反应腔压力200mbar-400mbar、溫度900°C-950°C，通入流量为50000sccm-70000sccm的N曲、30sccm-60sccm的TMGa、100L/min-130L/ min 的出、100sccm-130sccm的 TMAl、1000sccm-1300sccm的 CpsMg，持续生长50nm-100nm的 P 型 AlGaN层，Al渗杂浓度lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg渗杂浓度lE19atoms/cm 3-lE20atoms/cm3。
[0039] 上述生长渗Mg的P型GaN层进一步为:保持反应腔压力400mbar-900mbar、溫度950 。(：-looor，通入流量为 50000sccm-70000sccm 的 NH3、20sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、1000sccm-3000sccm的 Cp2Mg，持续生长SOnm-IOOnm的渗 Mg 的 P 型GaN 层，Mg 渗 杂浓度化 19atoms/cm3-lE20atoms/cm3。
[0040] 上述降溫冷却进一步为：降溫至650°c-68(rc，保溫20min-30min，接着关闭加热系 统、关闭给气系统，随炉冷却。
[0041 ]本发明采用新的材料SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层，利用AlN的高能带作为势 磊，阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的电子遇到AlN能带的阻挡，适当 的横向扩散开来;同时SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层形成高浓度的二维电子气，二维电子 气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流通过SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶 格层时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分布变得均匀，新材料的运用使得 LED发光强度变好，各方面性能能够得到提升。
[0042] 对比实施例1
[0043] 对比实施例1提供的传统L邸外延层的生长方法为(外延层结构参见图2):
[0044] 1、在1000°C-1100°C的此气氛下，通入100L/min-130L/min的此，保持反应腔压力 IOOmbar-SOOmbar，处理蓝宝石衬底 Smin-I Omin。
[0045] 2、降溫至500-600 °C下，保持反应腔压力SOOmbar-GOOmbar,通入流量为 10000sccm-20000sccm 的 NH3、50sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、在蓝宝石衬 底上生长厚度为20nm-40皿的低溫缓冲层GaN。升高溫度至1000°C-110(rC，保持反应腔压力 300mbar-600mbar，通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、100L/min-130L/min 的此、保持 溫度稳定持续300S-500S，将低溫缓冲层GaN腐蚀成不规则小岛。
[0046] 3、升高溫度到1000°C-1200°C，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、持续生长 2 皿-4皿的不渗杂GaN层。
[0047] 4、保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的此、20sccm-50sccm 的 SiH4,持续生长 3 皿-4 皿渗杂 Si 的N型GaN，Si渗杂浓度祀18atoms/cm3-化19atoms/cm3aE19代表10的19次方，也就是10l 9， 祀18代表5 X 1〇18, W下表示方式W此类推）。
[004引 5、保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的此、2sccm-10sccm 的 SiH4,持续生长200nm-400nm 渗杂 Si 的 N型GaN，Si渗杂浓度祀17atoms/cm3-lE18atoms/cm3。
[0049] 6、保持反应腔压力300mbar-400mbar、溫度700°C-750°C，通入流量为50000sccm- TOOOOsccm 的 NH3、20sccm-40sccm 的 TMGa、1500sccm-2000sccm 的 TMIn、100L/min-130L/min 的 N2，生长渗杂In的2.5nm-3.5nm 的 InxGa(I-X)N层，X = 0.20-0.25，发光波长450nm-455nm;接 着升高溫度至750°C-850°C，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH3、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的N2，生长8nm-15nm的GaN层； 重复InxGa(I-X)N的生长，然后重复GaN的生长，交替生长InxGa(i-x)N/GaN发光层，控制周期数 为7-15个。
[00加]7、保持反应腔压力2001116日尸4001116日'、溫度900。(：-950。(：，通入流量为500003(3(3111-TOOOOsccm的NH3、30sccm-60seem的TMGa、100L/min-130L/min的出、IOOsccm-130sccm的 TMAl、1000sccm-1800sccm的Cp2Mg，持续生长50nm-100nm的P型AlGaN层，Al渗杂浓度 化20atoms/cm 3-3E20atoms/cm3，Mg 渗杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/cm3。
[0051] 8、保持反应腔压力4001116日尸9001116日'、溫度950。(：-1000。(：，通入流量为500003。畑1- 700003。畑1的畑3、203。畑1-1003。畑1的116日、10化/111；[]1-1301/111；[]1的此、10003。畑1-30003。畑1的 CpsMg，持续生长50nm-200nm的渗 Mg 的 P 型GaN 层，Mg 渗杂浓度 lE19atoms/cm3-化 20atoms/ cm]。
[0化2] 9、最后降溫至650。(：-680。(：，保溫2〇111111-3〇111111，接着关闭加热系统、关闭给气系 统，随炉冷却。
[0053]根据传统的Lm)的生长方法(对比实施例1的方法）制备样品1，根据本专利描述的 方法制备样品2;样品1和样品2外延生长方法参数不同点在于本发明在生长渗杂Si的N型 GaN层后还包括生长SixAl (i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层，生长其它外延层生长条件完全一样； 样品I和样品2在相同的前工艺条件下锻口 O层约150nm，相同的条件下锻Cr/Pt/Au电极约 15(K)nm，相同的条件下锻保护层Si化约lOOnm，然后在相同的条件下将样品研磨切割成63扣 m*635皿(25mil巧5mil)的忍片颗粒，然后样品1和样品2在相同位置各自挑选100颗晶粒，在 相同的封装工艺下，封装成白光LED。然后采用积分球在驱动电流350mA条件下测试样品1和 样品2的光电性能。W下表1为发光层生长参数的对比表，表2为产品电性能参数的比较表 格。
[0054] 亲1发化房牛长参敬的对比
[0化5]
[0056] 表2样品1、2产品电性参数的比较
[0化71
[
[0059] 将积分球获得的数据进行分析比对，参见表2,可见，本发明提供的生长方法L邸光 效变好，其它各项Lm)电性参数也变好。实验数据证明了本发明提供的方案能够提升Lm)产 品光效性能的可行性。
[0060] 与现有技术相比，本申请所述的方法，达到了如下效果：
[0061 ]本发明L邸电流扩展层外延生长方法中，采用新的材料SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶 格层，利用AlN的高能带作为势磊，阻挡电子过快由N层传播到发光层，纵向传播比较拥挤的 电子遇到AlN能带的阻挡，适当的横向扩散开来；同时SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层形成 高浓度的二维电子气，二维电子气的横向迁移率很高，加速了电子的横向扩展，宏观上电流 通过SixAl(i-x)N/SiyGa(i-y)N超晶格层时被有效地扩展开来，随之改善的是发光层电流的分 布变得均匀，新材料的运用使得LED发光强度变好，各方面性能能够得到提升。
[0062] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序 产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0063] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请 并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申 请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种LED电流扩展层外延生长方法，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、交替生长掺杂In的In xGa(1-x)N/GaN发光层、生长P型 AlGaN层、生长掺杂Mg的P型GaN层，降温冷却，其特征在于， 所述生长掺杂Si的N型GaN层后还包括生长SixAl (1-x)N/SiyGa(1-y)N超晶格层， 所述生长SixAl (1-x)N/SiyGa(1-y)N超晶格层进一步为： 保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持温度1000°C-1100°C，通入流量为30000sccm-60000sccm 的 NH3、100L/min_130L/min 的 H2、100sccm_200sccm 的 TMA1、10sccm_20sccm 的 SiH4，生长SixAl(l-x)N，Si惨杂浓度lE18atoms/cm3-5E18atoms/cm3; 保持反应腔压力150mbar-300mbar，保持温度1000°C-1100°C，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm_400sccm的 TMGa、100L/min_130L/min的H2、10sccm_20sccm的 SiH4,生长 SiyGa(i-y)N 超晶格层，Si 惨杂浓度 lE18atoms/cm3-5E18atoms/cm3; 周期性生长SixAl(1-x)N和SiyGa (1-y)N超晶格层，生长周期为10-20,生长SixAl(1- x)N和 SiyGa(i-y)N超晶格层的顺序可置换。2. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述处理衬底进一步为:在1000°C-1100°C的H2气氛下，通入100L/min-130L/min的H 2， 保持反应腔压力l〇〇mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底8min-10min。3. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述生长低温缓冲层GaN进一步为： 降温至500°C-600°C，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为lOOOOsccm-200008(3〇11的順3、508(3〇11-1008(3〇]1的1]\^^、1001^/111；[11-1301^/111；[11的!12、在蓝宝石衬底上生长厚 度为20nm_40nm的低温缓冲层GaN; 升高温度至1000°(：-1100°(：，保持反应腔压力30011^&^60011^&匕通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、100L/min-130L/min 的 H2、保持温度稳定持续 300s-500s，将低 温缓冲层GaN腐蚀成不规则小岛。4. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述生长不掺杂GaN层进一步为：升高温度到1000°(：-1200°(：，保持反应腔压力 30011^&1'-60011^&1'，通入流量为300008(3〇]1-400008(^1]1的冊3、2008(^1]1-4008(3〇]1的1]\16&、 100L/min-l 30L/min 的 H2、持续生长 2μπι-4μπι 的不掺杂 GaN 层。5. 根据权利要求4所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述生长掺杂Si的N型GaN层进一步为： 保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的 H2、20sccm-50sccm的 SiH4,持续生长 3μπι-4μπι 掺杂 Si 的 N型 GaN，Si掺杂浓度5E18atoms/cm3-lE19atoms/cm3;保持反应腔压力、温度不变，通入流量为 30000sccm-60000sccn^9NH3、200sccm-400sccn^9TMGa、100L/min-130L/mir^9H2、2sccm-lOsccm的 SiH4,持续生长200μπι-400μπι掺杂Si 的N型GaN，Si掺杂浓度5E17atoms/cm3-lE18atoms/cm3。6. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述交替生长掺杂In的InxGa(1-x)N/GaN发光层进一步为： 保持反应腔压力300mbar-400mbar、温度700°C_750°C，通入流量为50000sccm- 70000sccn^9NH3、20sccm-40sccn^9TMGa、1500sccm-2000sccn^9TMIn、100L/min-130L/min 的 N2，生长掺杂In的 2 · 5nm-3 · 5nm 的 InxGa(i-X)N层，x = Ο · 20-0 · 25，发光波长450nm-455nm; 接着升高温度至750°C_850°C，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为 500008(：〇11-700008(3〇]1的順3、208(3〇11-1008(3〇]1的1]\^&、1001^/111；[11-1301^/111；[11的犯，生长811111-15nm 的 GaN 层； 重复InxGa(1-X)N的生长，然后重复GaN的生长，交替生长In xGa(1-x)N/GaN发光层，控制周 期数为7-15个。7. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述生长P型AlGaN层进一步为： 保持反应腔压力200mbar-400mbar、温度900°C_950°C，通入流量为50000sccm-70000sccn^9NH3、30sccm-60sccn^9TMGa、100L/min-130L/mir^9H2、100sccm-130sccn^9 TMAl、1000sccm-1300sccm的 Cp2Mg，持续生长50nm-100nm 的 P型 AlGaN 层，A1 掺杂浓度 lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg 惨杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/cm3〇8. 根据权利要求1所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述生长掺Mg的P型GaN层进一步为： 保持反应腔压力400mbar-900mbar、温度950°C-1000°C，通入流量为50000sccm-70000sccn^9NH3、20sccm-100sccn^9TMGa、100L/min-130L/mir^9H2、1000sccm-3000sccn^9 Cp2Mg，持续生长50nm-100nm的惨 Mg 的 P 型GaN 层，Mg 惨杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/ cm3。9. 根据权利要求1~8之任一所述LED电流扩展层外延生长方法，其特征在于， 所述降温冷却进一步为：降温至650°C_680°C，保温20min-30min，接着关闭加热系统、 关闭给气系统，随炉冷却。
【文档编号】H01L33/00GK105845788SQ201610216722
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】张宇, 苗振林, 徐平
【申请人】湘能华磊光电股份有限公司