一种提高外延晶体质量的LED生长方法与流程

技术特征：

1.一种提高外延晶体质量的LED生长方法，依次包括：处理衬底、生长掺杂Si的N型GaN层、周期性生长有缘层、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，

所述处理衬底，进一步为：

利用直流磁控反应溅射设备将蓝宝石衬底温度加热到650℃左右，通入50sccm-70sccm的Ar、80sccm-100sccm的N₂、以及2sccm-3sccm的O₂，用2000V-3000V的偏压冲击铝靶在蓝宝石衬底表面上溅射50nm-60nm厚的A1N薄膜；

将溅射好A1N薄膜的蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔，升高温度至1000℃-1100℃，反应腔压力维持在200mbar-300mbar，通入100L/min-130L/min的H₂、100L/min-120L/min的NH₃、100sccm-200sccm的TMAl源、10-20sccm的SiH₄，持续生长5μm-7μm的Si_xAl_(1-x)N层，x＝0-1。

2.根据权利要求1所述提高外延晶体质量的LED生长方法，其特征在于，

所述直流磁控反应溅射设备的型号为iTop A230。

3.根据权利要求1所述提高外延晶体质量的LED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：

升高温度到1000℃-1100℃，反应腔压力维持在150mbar-300mbar，通入50L/min-90L/min的H₂、40L/min-60L/min的NH₃、200sccm-300sccm的TMGa源、20sccm-50sccm的SiH₄源，持续生长掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度为5E+18atoms/cm³-1E+19atoms/cm³，总厚度控制在2μm-4μm。

4.根据权利要求1所述提高外延晶体质量的LED生长方法，其特征在于，

所述周期性生长有缘层，进一步为：

反应腔压力维持在300mbar-400mbar，温度控制在700℃-750℃，通入50L/min-90L/min的N₂、40L/min-60L/min的NH₃、10sccm-50sccm的TMGa源、1000sccm-2000sccm的TMIn源，生长掺杂In的厚度为3nm-4nm的In_xGa_(1-x)N层，x＝0.15-0.25，In掺杂浓度为1E+20atoms/cm³-3E+20atoms/cm³；

升高温度至800℃-850℃，通入50L/min-90L/min的N₂、40L/min-60L/min的NH₃、10sccm-50sccm的TMGa源，生长厚度为10nm-15nm的GaN层；

交替生长In_xGa_(1-x)N层和GaN层，周期数为10-15。

5.根据权利要求1所述提高外延晶体质量的LED生长方法，其特征在于，

所述生长P型AlGaN层，进一步为：

升高温度到850℃-950℃，反应腔压力维持在200mbar-400mbar，通入50L/min-90L/min的N₂、40L/min-60L/min的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa源，持续生长50nm-100nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度为1E+20atoms/cm³-3E+20atoms/cm³，Mg掺杂浓度为5E+18atoms/cm³-1E+19atoms/cm³。

6.根据权利要求1所述提高外延晶体质量的LED生长方法，其特征在于，

所述生长掺Mg的P型GaN层，进一步为：

升高温度到950℃-1000℃，反应腔压力维持在200mbar-600mbar，通入流量为50L/min-90L/min的N₂、40L/min-60L/min的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa，持续生长100nm-300nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E+19atoms/cm³-1E+20atoms/cm³。

7.根据权利要求1～4之任一所述提高外延晶体质量的LED生长方法，其特征在于，

所述降温冷却，进一步为：降温至700℃-800℃，单独通入100L/min-150L/min的N₂，保温20min-30min，随炉冷却。