一种电流扩展层的生长方法及含此结构的led外延结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电流扩展层的生长方法，包括周期性生长4?10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(1?x)N层或者SixAl(1?x)N和P型InGaN层。本发明还公开了一种包括上述电流扩展层的LED外延结构。本发明采用电流扩展层，利用GaN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GaN能带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展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，宏观上电流通过电流扩展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，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
【专利说明】
-种电流扩展层的生长方法及含此结构的LED外延结构
技术领域
[0001] 本发明设及Lm)技术领域，具体设及一种电流扩展层的生长方法及含此结构的LED 外延结构。
【背景技术】
[0002] 目前，L抓是一种固体照明，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，深受广大消费者的喜欢。随着国内生产Lm)的规模逐步扩大的同时，市场上 对LED光效的需求与日俱增。
[0003] 现有的L邸外延结构的生长方法(其结构详见图1)包括如下步骤：
[0004] 第一步、在1000-1100°C的氨气气氛下，通入100-13化/min的也，保持反应腔压力 100-300mbar (气压单位），处理蓝宝石衬底1，处理时间为5-10分钟；
[0005] 第二步、降溫至500-600°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000- 20000sccm(sccm 指标准毫升每分钟）的 NH3、50-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的也，在蓝宝 石衬底1上生长厚度为20-40nm的低溫缓冲层2;
[0006] 第^步、升高溫度至1000-1100°(：，保持反应腔压力为300-60011163'，通入流量为 30000-40000sccm的NH3、100-130L/min的也、保持溫度稳定持续300-500°C，将低溫缓冲层2 腐蚀成不规则小岛；
[0007] 第四步、升高溫度至1000-1200°c，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGa、100-130L/min 的也、持续生长厚度为 2-4 皿的 不渗杂GaN层3;
[000引第五步、生长渗杂Si的N型GaN层4,所述渗杂Si的N型GaN层4由下至上依次包括第 一层W及第二层，所述第一层的生长过程具体是:保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为 30000-60000sccm 的畑3、200-400sccm 的 TMGa、100-130L/min 的也、20-50sccm 的 SiH4，持续生 长厚度为3-4WI1的第一层，其中：Si的渗杂浓度为祀18-lE19atoms/cm3;所述第二层的生长 过程具体是:保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000-60000sccm的畑3、200-400sccm 的TMGa、100-130L/min的也、2-lOsccm的Si也持续生长厚度为200-400nm的第二层，其中：Si 的渗杂浓度为祀17-lE18atoms/cm3;
[0009] 第六步、生长发光层5,所述发光层包括周期性生长7-15个复合层，所述复合层由 下至上依次包括InxGa(i-x)层5.1和GaN层5.2，所述InxGa(i-x)层5.1的具体生长过程是:保持 反应腔压力为300-400mbar、溫度为700-750°C，通入流量为50000-70000sccm的畑3、20- 40sccm 的 TMGa、1500-2000sccm 的 TMIn、100-130L/min 的化，生长厚度为 2.5-3.5nm 的渗杂 In 的InxGa(i-x)N层，其中：x = 0.20-0.25，发光波长450-455nm;所述GaN层5.2的生长过程具体 是:升高溫度至750-850°C，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 N2,生长厚度为 8-15nm 的 GaN 层；
[0010] 第屯步、保持反应腔压力为200-400mbar、溫度为900-950°C，通入流量为50000- TOOOOsccm的NH3、30-60sccm的TMGa、100-130L/min的出、100-130sccm的TMA1、1000- 1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层6,其中：A1的渗杂浓度为化20- 3E20atoms/cm3，Mg 的渗杂浓度为 lE19-lE20atoms/cm3;
[0011] 第八步、保持反应腔压力为400-900mbar、溫度为950-1000°C，通入流量为50000- TOOOOsccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的出、1000-3000sccm 的 Cp2Mg，持续生长 厚度为50-200nm的渗儀的P型GaN层7,其中：Mg的渗杂浓度为化19-lE20atoms/cm3;
[0012] 第九步、最后降溫至650-680°C，保溫20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系 统，随炉冷却。
[0013] 现有的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。
[0014] 因此，行业内急需一种新的L邸外延结构W及生长方法W解决现有技术的不足。
【发明内容】
[0015] 本发明公开了一种电流扩展层的生长方法，包括周期性生长4-10个单件，所述单 件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl(i-x)N层或者SixAl(i-x)N和P型InGaN层：
[0016] 所述P型InGaN层的生长步骤具体是:保持反应腔压力为500-750mbar、溫度为950- 1000°C，通入流量为 50000-55000sccm 的 NH3、50-70sccm 的 TMGa、90-110L/min 的此、1200- HOOsccm的TMInW及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的渗 杂浓度为 3E19-4E19atom/cm3，Mg 的渗杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3;
[0017] 所述SixAl(i-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、溫度为 950-1000°C，通入流量为 50000-55000sccm 的 NH3、90-110L/min 的此、100-200sccm 的 TMA1、 20-30sccm的SiH4生长厚度为10-20nm的SixAl(i-x)N层，其中：Si的渗杂浓度为1618- 5E18atom/cm3。
[0018] W上技术方案中优选的，所述电流扩展层的生长之前还包括：
[0019] 步骤S1、在1000-1100°c的的氨气气氛下，通入100-13化/min的此，保持反应腔压 力100-300mbar，处理蓝宝石衬底5-10分钟；
[0020] 步骤S2、降溫至500-600°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000- 20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGaW及100-130L/min的此，在蓝宝石衬底上生长厚度为 20-40nm的低溫缓冲层；
[0021] 步骤S3、升高溫度至1000-1100°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm的畑3^及100-130L/min的此，保持溫度为300-500°C，将低溫缓冲层腐蚀 成不规则小岛；
[0022] 步骤S4、升高溫度至1000-1200°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGaW 及 100-130L/min 的出，持续生长厚度为 2-4μπι 的不渗杂GaN层；
[0023] 步骤S5、保持反应腔压力和溫度不变，通入流量为30000-60000sccm的N曲、200- 400sccm的TMGa、100-130L/min的此W及20-50sccm的SiH4,持续生长厚度为3-4皿的渗杂Si 的N型GaN单层，其中：Si的渗杂浓度为祀18-化19atom/cm3。
[0024] W上技术方案中优选的，所述电流扩展层的生长之后还包括：
[0025] 步骤D1、生长发光层，发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上 依次包括InxGa(i-x)N层和GaN层，所述InxGa(i-x)N层的生长过程是:保持反应腔压力为300- 400mbar、溫度为 700-750°C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、20-40sccm 的 TMGa、1500- 2000sccm 的 TMIn W 及 100-130L/min 的化，生长渗杂 In 的厚度为 2.5-3.5nm 的 InxGa(i-x)N 层， 其中：x = 0.20-0.25，发光波长为450-455皿;所述GaN层的生长过程是:升高溫度至750-850 °C，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的NH3、20-100sccm的 TMGa W及100-130L/min的化，生长厚度为8-15nm的GaN层；
[00%] 步骤D2、保持反应腔压力为200-400mbar、溫度为900-950°C，通入流量为50000- TOOOOsccm 的 NH3、30-60sccm 的 TMGa、100-130L/min 的出、100-130sccm 的 TMA1W 及 1000- 1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层，其中：A1的渗杂浓度为1E20- 3E20atom/cm3，Mg 的渗杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3;
[0027] 步骤D3、保持反应腔压力为400-900mbar、溫度为950-1000°C，通入流量为50000- TOOOOsccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的出 W 及 1000-3000sccm 的 Cp2Mg，持续 生长厚度为50-200nm的渗儀的P型GaN层，其中：Mg的渗杂浓度为化19-lE20atom/cm3;
[0028] 步骤D4、最后降溫至650-680°C，保溫20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系 统，随炉冷却。
[0029] 本发明还公开了一种L邸外延结构，所述外延结构包括电流扩展层，所述电流扩展 层包括4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层和SixAl (i-x)N层或者SixAl (i-x)N 和P型InfeiN层；
[0030] 所述P型InGaN层的厚度为4-7nm，所述SixAl(i-x)N层的厚度为10-20nm。
[0031] W上技术方案中优选的，所述电流扩展层之下由下至上依次包括蓝宝石衬底、低 溫缓冲层、不渗杂GaN层和渗杂Si的N型GaN单层；
[0032] 所述低溫缓冲层的厚度为20-40nm，所述低溫缓冲层被腐蚀成不规则小岛；
[0033] 所述不渗杂GaN层的厚度为2-4皿；
[0034] 所述渗杂Si的N型GaN单层的厚度为3-4皿。
[0035] W上技术方案中优选的，所述电流扩展层之上还包括发光层、P型AlGaN层W及渗 儀的P型GaN层，所述发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括 InxGa(i-x)N层和GaN层，所述InxGa(i-x)N层的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层的厚度为8-15nm;
[0036] 所述P型GaN层的厚度为50-100nm;
[0037] 所述渗儀的P型GaN层的厚度为50-200nm。
[0038] 应用本发明的技术方案，具有W下效果：
[0039] 1、采用电流扩展层(采用新的材料pInGaN/SixAl(i-x)N形成的超晶格层），利用GaN 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GaN能 带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展层(pInGaN/SixAl(i-x)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，宏观上电流通过电 流扩展层(pInGaN/SixAl(i-x)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，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
[0040] 2、本发明方法工艺流程精简，参数控制方便，适合工业化生产。
[0041 ]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0042] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0043] 图1是现有技术L邸外延结构的示意图；
[0044] 图2是本发明优选实施例1的L邸外延结构的示意图；
[0045] 其中，1、蓝宝石衬底，2、低溫缓冲层，3、不渗杂GaN层，4、渗杂Si的N型GaN层，4'、渗 杂Si的N型GaN单层，5 '、电流扩展层，5. Γ、P型InGaN层，5.2 '、SixAl(i-x)N层，5、发光层，5.1、 InxGa(i-x)N层，5.2、GaN层，6、P型AlGaN层，7、渗儀的P型 GaN层。
【具体实施方式】
[0046] W下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可W根据权利要求限 定和覆盖的多种不同方式实施。
[0047] 实施例1:
[004引采用M0CVD来生长高亮度GaN基L抓外延片，具体是:采用高纯出或高纯化或高纯此 和高纯化的混合气体作为载气，高纯N出作为脚原，金属有机源Ξ甲基嫁(TMGa)作为嫁源，Ξ 甲基铜(TMIn)作为铜源，N型渗杂剂为硅烷（SiH4)，S甲基侣（TMA1)作为侣源P型渗杂剂为 二茂儀(CPsMg)，衬底为蓝宝石，反应压力在70mba;r到gOOmbar之间。
[0049] -种L邸外延结构，详见图2，包括如下结构：由下至上依次包括蓝宝石衬底1、低溫 缓冲层2、不渗杂GaN缓冲层3、渗杂Si的N型GaN单层4'、电流扩展层5'、发光层5、p型AlGaN层 6和渗儀的P型GaN层7;
[0050] 所述低溫缓冲层2的厚度为20-40nm，所述低溫缓冲层2被腐蚀成不规则小岛；
[0051 ] 所述不渗杂GaN层3的厚度为2-4皿；
[0化2] 所述渗杂Si的N型GaN单层4'的厚度为3-4皿；
[0053] 所述电流扩展层5 '包括4个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层5. Γ和 SixAl(l-x)N层5.2'，所述P型InGaN层5.Γ的厚度为4-7nm，所述SixAl(l-x)N层5.2'的厚度为 10-20nm，其中x = 0.20;
[0054] 所述发光层5包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次包括 InxGa(i-x)N层5.巧PGaN层5.2，所述InxGa(i-x)N层5.1 的厚度为2.5-3.5nm，所述GaN层5.2的厚 度为8-15nm
[0化日]所述P型GaN层6的厚度为50-100nm;
[0化6] 所述渗儀的P型GaN层7的厚度为50-200nm。
[0057]上述L邸外延结构的生长方法具体包括W下步骤：
[0化引第一步、在1000-110(TC的的氨气气氛下，通入100-13化/min的此，保持反应腔压 力100-300mbar，处理蓝宝石衬底1，处理时间为5-10分钟；
[0059] 第二步、降溫至500-600°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000- 20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGaW及100-130L/min的出，在蓝宝石衬底1上生长厚度为 20-40nm的低溫缓冲层2;
[0060] 第^步、升高溫度至1000-1100°(：，保持反应腔压力为300-60011163'，通入流量为 30000-40000sccm的畑3^及100-130L/min的此，保持溫度为300-500°C，将低溫缓冲层腐蚀 成不规则小岛；
[0061 ] 第四步、升高溫度至1000-1200°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGaW 及 100-130L/min 的出，持续生长厚度为 2-4μπι 的不渗杂GaN层3;
[0062] 第五步、保持反应腔压力和溫度不变，通入流量为30000-60000sccm的畑3、200- 400sccm的TMGa、100-130L/min的此W及20-50sccm的SiH4,持续生长厚度为3-4皿的渗杂Si 的N型GaN单层4'，其中：Si的渗杂浓度为祀18-化19atom/cm3;
[0063] 第六步、生长电流扩展层5'，具体是:包括周期性生长4-10个单件，所述单件由下 至上依次包括P型InGaN层5. Γ和SixAl(i-x)N层5.2 ' ：
[0064] 所述P型InGaN层的生长步骤具体是:保持反应腔压力为500-750mbar、溫度为950- 1000°C，通入流量为 50000-55000sccm 的 NH3、50-70sccm 的 TMGa、90-110L/min 的此、1200- HOOsccm的TMInW及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的渗 杂浓度为 3E19-4E19atom/cm3，Mg 的渗杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3;
[0(?日]所述SixAl(i-x)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、溫度为 950-1000°C，通入流量为 50000-55000sccm 的 NH3、90-110L/min 的此、100-200sccm 的 TMA1、 20-30sccm的SiH4生长厚度为 10-20nm的SixAl(i-x)N层，其中：x = 0.20-0.25，Si的渗杂浓度 为化 18-5E18atom/cm3;
[0066] 第屯步、生长发光层5,发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至 上依次包括InxGa(i-x)N层5.1和GaN层5.2，所述InxGa(i-x)N层5.1的生长过程是:保持反应腔 压力为 300-400mbar、溫度为 700-750°C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、20-40sccm 的 TMGa、1500-2000sccm 的 TMInW 及 100-130L/min 的化，生长渗杂 In 的厚度为 2.5-3.5nm 的 InxGa(i-x)N层，其中：X = 0.20-0.25，发光波长为450-455nm;所述GaN层5.2的生长过程是:升 高溫度至750-850°C，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的畑3、 20-100sccm 的 TMGaW 及 100-130L/min 的化，生长厚度为 8-15nm 的 GaN 层；
[0067] 第八步、保持反应腔压力为200-400mbar、溫度为900-950°C，通入流量为50000- TOOOOsccm 的 NH3、30-60sccm 的 TMGa、100-130L/min 的出、100-130sccm 的 TMA1W 及 1000- 1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层6,其中：A1的渗杂浓度为化20- 3E20atom/cm3，Mg 的渗杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3;
[0068] 第九步、保持反应腔压力为400-900mbar、溫度为950-1000°C，通入流量为50000- TOOOOsccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的出 W 及 1000-3000sccm 的 Cp2Mg，持续 生长厚度为50-200nm的渗儀的P型GaN层7,其中：Mg的渗杂浓度为化19-lE20atom/cm3;
[0069] 第十步、最后降溫至650-680°C，保溫20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系 统，随炉冷却。
[0070] 实施例2:
[0071] 与实施例1不同之处仅在于:所述电流扩展层5'包括4个单件，所述单件由下至上 依次包括SixAl (1-X)财PP型InGaN层，其中X = 0.20。
[0072] 实施例3:
[0073] 与实施例1不同之处仅在于:所述电流扩展层5'包括8个单件。
[0074] 实施例4:
[0075] 与实施例1不同之处仅在于:所述电流扩展层5'包括10个单件。
[0076] 根据现有的Lm)的生长方法(详见【背景技术】)制得样品1，根据本发明方法(实施例 1-4)制得样品2、样品3、样品4和样品5,样品2和样品3与现有技术的参数对比详见详见表1 (样品4和样品5与样品2比较，仅在于电流扩展层5'的单件个数不同，其他工艺参数均一致， 因此省略列出）：
[0077] 表1样品1-2与现有技术的参数对比表 [007引
[0079] 将样品1-5在相同的前工艺条件下锻IT0层约150nm，相同的条件下锻Cr/Pt/Au电 极约1500加1，相同的条件下锻保护层Si化约l(K)nm，然后在相同的条件下将样品研磨切割成 635皿*635皿(25mil*25mil)的忍片颗粒，然后样品1-5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1-5 的光电性能，详见表2:
[0080] 表2样品1-5产品电性参数的比较
[0081]
[0082] 从表2可知:将积分球获得的数据进行分析对比，与样品1(现有技术)比较，本发明 所得样品2-5的L抓光效变好、其它各项L抓电性参数也变好，因此，本发明采用电流扩展层 5'的设计，利用GaN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 挤的电子遇至化aN能带的阻挡适当的横向扩散开来；同时电流扩展层(pInGaN/SixAl(i-x)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，宏观上电流通过电流扩展层(pInGaN/SixAl(i-x)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，从而使得LED各方面的性能能够得到提升。
[0083] W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电流扩展层的生长方法，其特征在于，包括周期性生长4-10个单件，所述单件由 下至上依次包括P型InGaN层和Si xAl(1-X)N层或者SixAl(1- X)N和P型InGaN层： 所述P型InGaN层的生长步骤具体是:保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000 °C，通入流量为50000-55000sccm的NH3、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H 2、1200-1400sccm的TMIn以及900-1000sccm的Cp2Mg，生长厚度为4-7nm的P型InGaN层，其中：In的掺 杂浓度为 3E19-4E19atom/cm3，Mg 的掺杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3; 所述SixAl(1-X)N层的生长步骤具体是：保持反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000°C，通入流量为50000-55000sccm的NH 3、90-110L/min的H2、100_200sccm的TMA1、20-30sccm的SiH4生长厚度为10_20nm的Si xAl(1-X)N层，其中以=0.20-0.25,3丨的掺杂浓度为 lE18_5E18atom/cm3〇2. 根据权利要求1所述的电流扩展层的生长方法，其特征在于，所述电流扩展层的生长 之前还包括： 步骤S1、在1000-1100°c的的氢气气氛下，通入100_130L/min的H2,保持反应腔压力100-300mbar，处理蓝宝石衬底（1)5-10分钟； 步骤S2、降温至500-600 °C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa以及100-130L/min的H2,在蓝宝石衬底（1)上生长厚度 为20-40nm的低温缓冲层（2); 步骤S3、升高温度至1000-1100°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH 3以及100-130L/min的H2,保持温度为300-500°C，将低温缓冲层腐蚀成不规 则小岛； 步骤S4、升高温度至1000-1200°C，保持反应腔压力为300-600mbar，通入流量为30000-40000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGa 以及 100-130L/min 的 H2,持续生长厚度为 2-4μπι 的不掺 杂GaN层⑶； 步骤S5、保持反应腔压力和温度不变，通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm 的TMGa、100-130L/min的H2以及20-50sccm的SiH4,持续生长厚度为3-4μπι的掺杂Si的N型GaN 单层(4'），其中：Si的掺杂浓度为5E18-lE19atom/cm3〇3. 根据权利要求2所述的电流扩展层的生长方法，其特征在于，所述电流扩展层的生长 之后还包括： 步骤D1、生长发光层，发光层包括周期数为7-15个的复合层，所述复合层由下至上依次 包括InxGau-x)N层(5.1)和GaN层(5.2)，所述InxGau- x)N层(5.1)的生长过程是:保持反应腔 压力为 300_400mbar、温度为 700-750°C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、20-40sccm 的 TMGa、1500-2000sccm 的 TMIn 以及 100-130L/min 的 N2,生长掺杂 In 的厚度为 2.5-3.5nm 的 InxGa(1-X)N层，其中：X = 0.20-0.25，发光波长为450-455nm;所述GaN层(5.2)的生长过程是： 升高温度至750-850°C，保持反应腔压力为300-400mbar，通入流量为50000-70000sccm的 NH3、20-100sccm 的 TMGa 以及 100-130L/min 的 N2,生长厚度为 8-15nm 的 GaN 层； 步骤D2、保持反应腔压力为200-400mbar、温度为900-950 °C，通入流量为50000-70000sccm 的 NH3、30-60sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2、100_130sccm 的 TMA1 以及 1000-1300sccm的Cp2Mg，持续生长厚度为50-100nm的P型AlGaN层（6)，其中：A1的掺杂浓度为 lE20-3E20atom/cm3，Mg 的掺杂浓度为 lE19-lE20atom/cm3; 步骤D3、保持反应腔压力为400-900mbar、温度为950-1000 °C，通入流量为50000-70000sccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2 以及 1000-3000sccm 的 Cp2Mg，持续 生长厚度为50_200nm的掺镁的P型GaN层(7)，其中：Mg的掺杂浓度为lE19-lE20atom/cm3; 步骤D4、最后降温至650-680°C，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随 炉冷却。4. 一种LED外延结构，其特征在于，所述外延结构包括电流扩展层(5'），所述电流扩展 层（5)'包括4-10个单件，所述单件由下至上依次包括P型InGaN层（5.Γ)和Si xAl(1-X)N层 (5.2'）或者3^1(1-一和？型11^ &~层； 所述P型InGaN层(5 · Γ )的厚度为4-7nm，所述SixAl (1-X)N层(5 · 2 '）的厚度为10-20nm〇5. 根据权利要求4所述的LED外延结构，其特征在于，所述电流扩展层之下由下至上依 次包括蓝宝石衬底(1)、低温缓冲层⑵、不掺杂GaN层⑶和掺杂Si的N型GaN单层(4'）； 所述低温缓冲层(2)的厚度为20-40nm，所述低温缓冲层(2)被腐蚀成不规则小岛； 所述不掺杂GaN层(3)的厚度为2-4μπι; 所述掺杂Si的Ν型GaN单层(4'）的厚度为3-4μπι。6. 根据权利要求5所述的LED外延结构，其特征在于，所述电流扩展层之上还包括发光 层(5)、P型AlGaN层(6)以及掺镁的P型GaN层(7)，所述发光层(5)包括周期数为7-15个的复 合层，所述复合层由下至上依次包括In xGa(i-X)N层(5 · 1)和GaN层（5 · 2)，所述InxGa(i-X)N层 (5.1)的厚度为2.5-3.5歷，所述6 &~层（5.2)的厚度为8-15歷； 所述P型GaN层(6)的厚度为50-100nm; 所述掺镁的P型GaN层(7)的厚度为50-200nm。
【文档编号】H01L33/14GK105870282SQ201610230305
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】徐平
【申请人】湘能华磊光电股份有限公司