一种发光二极管应力释放层的外延生长方法与流程

文档序号:12614287阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,包括:处理衬底、生长低温缓冲层GaN、在1000-1100℃的温度条件下通入NH3及H2将所述低温缓冲层GaN腐蚀成不规则的岛状、生长不掺杂的GaN层、生长第一掺杂Si的N型GaN层;生长第二掺杂Si的N型GaN层、生长第三掺杂Si的N型GaN层、生长第一应力释放层、生长第二应力释放层、生长nGaN层、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层及降温冷却;其中,

生长第一应力释放层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、100-200sccm的TMGa、50-100sccm的TEGa、500-1000sccm的TMIn、100-130L/min的N2及0.5-2sccm的SiH4,生长96-180nm的第一应力释放层;

生长第二应力释放层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-500sccm的TEGa、1500-2000sccm的TMIn、100-130L/min的N2、0.5-1sccm的SiH4,生长30-108nm的第二应力释放层。

2.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长第一应力释放层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、50-100sccm的TEGa、500-1000sccm的TMIn、100-130L/min的N2及0.5-1sccm的SiH4,生长2-3nm的第一nInGaN层,其中,In掺杂浓度为1E18-5E18atoms/cm3,Si掺杂浓度为1E17-5E17atoms/cm3

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、100-200sccm的TMGa、100-130L/min的N2及1-2sccm的SiH4,生长30-40nm的第一nGaN层,其中,Si掺杂浓度5E17-1E18atoms/cm3

周期性生长所述第一nInGaN层及nGaN层得到第一应力释放层,其中,生长周期为3-4。

3.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长第二应力释放层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-500sccm的TEGa、1500-2000sccm的TMIn、100-130L/min的N2及0.5-1sccm的SiH4,生长1-4nm的第二nInGaN层,其中,In掺杂浓度为5E19-1E20atoms/cm3,Si掺杂浓度为1E17-5E17atoms/cm3

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TEGa、100-130L/min的N2及0.05-1sccm的SiH4,生长1-4nm的第二nGaN层,其中,Si掺杂浓度为1E17-5E17atoms/cm3

周期性生长所述第二nInGaN层及第二nGaN层得到第二应力释放层,其中,生长周期为15-18。

4.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长低温缓冲层GaN,进一步为:

在500-600℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-600mbar,通入流量为10000-20000sccm的NH3、50-100sccm的TMGa及100L/min-130L/min的H2,在所述衬底上生长厚度为20-40nm的低温缓冲层GaN。

5.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长不掺杂的GaN层,进一步为:

在1000-1200℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-600mbar,通入流量为30000-40000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa及100-130L/min的H2,持续生长2-4μm的不掺杂的GaN层。

6.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长第一掺杂Si的N型GaN层,进一步为:

在1000-1200℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-600mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2及20-50sccm的SiH4,持续生长3-4μm第一掺杂Si的N型GaN,其中,Si掺杂浓度5E18-1E19atoms/cm3

7.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长第二掺杂Si的N型GaN层,进一步为:

在1000-1200℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-600mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TMGa、100-130L/min的H2、2-10sccm的SiH4,持续生长200-400nm第二掺杂Si的N型GaN,其中,Si掺杂浓度5E17-1E18atoms/cm3

8.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长第三掺杂Si的N型GaN层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、20-40sccm的TMGa、500-1000sccm的TMIn、100-130L/min的N2及2-10sccm的SiH4,持续生长50-100nm的第三掺杂Si的N型GaN层,其中,Si掺杂浓度1E18-5E18atoms/cm3

9.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长nGaN层,进一步为:

在750-850℃的温度条件下,保持反应腔压力为300-400mbar,通入流量为30000-60000sccm的NH3、200-400sccm的TEGa、100-130L/min的N2及1-5sccm的SiH4,持续生长5-10nm的nGaN层,其中,Si掺杂浓度1E18-3E18atoms/cm3

10.根据权利要求1所述的发光二极管应力释放层的外延生长方法,其特征在于,生长发光层,进一步为:

在700-750℃的温度条件下,保持反应腔压力300-400mbar,通入流量为50000-70000sccm的NH3、100-200sccm的TEGa、1500-2000sccm的TMIn及100-130L/min的N2,生长掺杂In的2.5-3.5nm、发光波长为450-455nm的InxGa(1-x)N层(x=0.20-0.25);

升高温度至750-850℃,保持反应腔压力为300-400mbar,通入流量为50000-70000sccm的NH3、200-400sccm的TEGa及100-130L/min的N2,生长8-15nm的GaN层;

周期性交替生长InxGa(1-x)N层及GaN层,得到InxGa(1-x)N/GaN的发光层,其中,生长周期数为7-15。

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