一种LED外延结构及其生长方法与流程

文档序号:25987501发布日期:2021-07-23 20:56阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种led外延结构生长方法,其特征在于,包括在衬底上依次生长第一gan层、第二gan层、第三gan层、第一超晶格层、第二超晶格层和发光层;

所述第一超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂si的n型gan和不掺杂si的inxga(1-x)n,其中,x=0.10-0.15,交替生长周期数为6-10个;

生长掺杂si的n型gan:在830-850℃温度条件下,使反应腔压力为150-250mbar,通入nh3、tmga、n2、h2和sih4,持续生长30-60nm掺杂si的n型gan;

生长不掺杂si的inxga(1-x)n:保持温度和压力不变,通入nh3、tega和tmin,持续生长1-1.5nm不掺杂si的inxga(1-x)n。

2.根据权利要求1所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,所述第三gan层的生长工艺为在750-800℃温度条件下,使反应腔压力为150-250mbar,通入nh3、tmga、h2和sih4持续生长30-60nm掺杂si的n型gan,si的掺杂浓度为1e19-1.5e19atoms/cm3

3.根据权利要求1或2所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,所述第二超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂si的n型gan和不掺杂si的n型gan,交替生长周期数为10-20个,si的掺杂浓度为3e19-5e19atoms/cm3

4.根据权利要求3所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,第二超晶格层的生长工艺中,生长掺杂si的n型gan:在850-900℃温度条件下,使反应腔压力为150-250mbar,通入nh3、tmga、h2和sih4持续生长3-4nm掺杂si的n型gan;

生长不掺杂si的n型gan:保持温度和压力不变,通入nh3、tmga和h2生长3-4nm不掺杂si的n型gan。

5.根据权利要求1所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,所述发光层包括依次生长的第一发光层和第二发光层;所述第一发光层的生长工艺包括交替生长掺杂in的inyga(1-y)n和掺杂si的n型gan,其中y=0.20-0.35,si的掺杂浓度为5e16-1e17atoms/cm3,交替生长周期数为13-14个。

6.根据权利要求5所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,第一发光层的生长工艺中,生长掺杂in的inyga(1-y)n:在700-750℃温度条件下,使反应腔压力为200-400mbar,通入nh3、tega、tmin和n2生长2.5-4.2nm掺杂in的inyga(1-y)n;

生长掺杂si的n型gan:保持反应腔压力不变,升高温度至850-900℃,通入nh3、tmga、n2和sih4生长8-15nm掺杂si的n型gan。

7.根据权利要求5所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,所述第二发光层的生长工艺为:在700-750℃温度条件下,使反应腔压力为200-400mbar,通入nh3、tega、tmin和n2生长2.5-4.2nm掺杂in的inyga(1-y)n;然后保持反应腔压力,升高温度至850-900℃,通入nh3、tmga和n2生长8-15nm不掺杂si的n型gan。

8.根据权利要求1所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,还包括在发光层上方依次生长第一p型gan层、p型algan层、第二p型gan层和第三p型gan层,其中,第一p型gan层中mg的掺杂浓度为1e20-5e20atoms/cm3,第二p型gan层中mg的掺杂浓度为1e19-1e20atoms/cm3,第三p型gan层中mg的掺杂浓度为1e20-2e20atoms/cm3;p型algan层中mg的掺杂浓度为1e19-5e19atoms/cm3,al的掺杂浓度为1e20-3e20atoms/cm3

9.根据权利要求8所述的一种led外延结构生长方法,其特征在于,在生长第一p型gan层、p型algan层、第二p型gan层和第三p型gan层时通入二茂镁;生长p型algan层时通入tmal。

10.一种led外延结构,采用如权利要求1至9任意一项所述的led外延结构生长方法制成,其特征在于,包括从下至上层叠设置的衬底(1)、第一gan层(2)、第二gan层(3)、第三gan层(4)、第一超晶格层(5)、第二超晶格层(6)、发光层、第一p型gan层(9)、p型algan层(10)、第二p型gan层(11)和第三p型gan层(12)。


技术总结
本发明提供了一种LED外延结构生长方法。包括在衬底上依次生长第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层和发光层;所述第一超晶格层的生长工艺为交替生长掺杂Si的N型GaN和不掺杂Si的InxGa(1‑x)N,其中,x=0.10‑0.15,交替生长周期数为6‑10个。本发明还提供了一种LED外延结构,包括从下至上层叠设置的衬底、第一GaN层、第二GaN层、第三GaN层、第一超晶格层、第二超晶格层、发光层、第一P型GaN层、P型AlGaN层、第二P型GaN层和第三P型GaN层,本发明利用Si在第三GaN层、第一超晶格层和第二超晶格层中的分布,扩大了外延结构的电容,增加了LED外延结构中有效电子的数量。

技术研发人员:冯磊;徐平
受保护的技术使用者:湘能华磊光电股份有限公司
技术研发日:2021.04.20
技术公布日:2021.07.23
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