改善裂片的发光二极管及其制备方法与流程

本公开涉及光电子制造，特别涉及一种改善裂片的发光二极管及其制备方法。

背景技术：

1、发光二极管(light emitting diode，简称：led)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。

2、相关技术中，发光二极管通常包括依次层叠的蓝宝石衬底、n型层、应力释放层、有源层和p型层。由于n型层通常是高温(1000℃左右)生长的，因此，会在n型层和有源层之间设置应力释放层，以释放底层应力，减少位错产生，应力释放层通常包括掺杂si的gan层。

3、然而，若应力释放层制备质量不好，使应力释放层出现较大程度的翘曲，则会导致发光二极管出现裂片的问题。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种改善裂片的发光二极管及其制备方法，能避免应力释放层出现较大程度的翘曲，改善发光二极管裂片的问题。所述技术方案如下：

2、一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管的制备方法，所述制备方法包括：在衬底上生长n型层；在所述n型层上生长应力释放层，所述应力释放层的生长方式包括：依次进行第一生长阶段和第二生长阶段，所述第一生长阶段包括控制生长温度为第一温度，控制石墨盘转速为第一转速，向反应腔内通入的反应气体包括氢气；所述第二生长阶段包括控制生长温度降低至第二温度，控制石墨盘转速降低至第二转速，停止向反应腔内通入氢气；在所述应力释放层上生长有源层；在所述有源层上生长p型层。

3、可选地，所述第一生长阶段中，第一温度为950℃至1000℃，第一转速为800rpm至1000rpm；所述第二生长阶段中，第二温度为900℃至950℃，第二转速为600rpm至800rpm。

4、可选地，所述第一生长阶段中，向反应腔内通入的氢气的体积为第一体积的1/5至1/3，所述第一体积为生长所述n型层时，向反应腔内通入的氢气的体积。

5、可选地，所述第一体积为10ml至50ml。

6、可选地，所述第一生长阶段的生长时间为2min至5min，所述第二生长阶段的生长时间为1min至2min。

7、可选地，进行所述第二生长阶段之后，所述应力释放层的生长方式还包括：进行波浪控温阶段；所述波浪控温阶段包括交替进行的多个降温阶段和多个升温阶段，各所述降温阶段的生长温度均相同，各所述升温阶段的生长温度均相同，所述升温阶段的生长温度高于所述降温阶段的生长温度，所述波浪控温阶段中最后一个阶段为所述降温阶段。

8、可选地，所述升温阶段的生长温度为850℃至900℃，所述降温阶段的生长温度为800℃至850℃。

9、可选地，所述升温阶段的生长时间为1min至2min，所述降温阶段的生长时间为1min至2min。

10、另一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管，所述发光二极管采用如前文所述的制备方法制备，所述发光二极管包括层叠的衬底、缓冲层、成核层、填平层和外延层，所述外延层包括依次生长的n型层、应力释放层、有源层和p型层。

11、可选地，所述应力释放层的翘曲度为-10μm至-25μm。

12、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

13、本公开实施例提供的发光二极管的制备方法在制备应力释放层时，依次进行了第一生长阶段和第二生长阶段。由于生长应力释放层前的成核层、填平层和n型层都是高温生长，因此，第一生长阶段的第一温度较高，让第一生长阶段的生长温度接近n型层的生长温度，避免温差过大导致应力突变而产生裂片的问题。从第一生长阶段过渡到第二生长阶段时，生长温度从第一温度降低到第二温度，同时还控制石墨盘转速从第一转速降低至第二转速。这样是为了让应力释放层的生长温度和石墨盘转速逐步接近应力释放层设计要求的生长温度和石墨盘转速，能让应力进一步缓慢地释放。

14、同时，在第一生长阶段还向反应腔内通入氢气，并且，在第二生长阶段就停止向反应腔内通入氢气。因为应力释放层靠近有源层，而氢气容易与有源层中的in反应，所以，在第二生长阶段停止通入氢气，能有效降低氢气对有源层中的in的反应影响。而在第一生长阶段则保持向反应腔内通入氢气，则可以起到过渡缓冲的作用，降低因直接停止通入氢气的这种转换带来的应力变化。

15、本公开实施例通过控制生长温度和石墨盘转速的方式能释放应力释放层的应力，同时，还通过控制氢气的通入，进一步释放应力释放层的应力，因此能避免应力释放层出现较大程度的翘曲，改善发光二极管裂片的问题。

技术特征：

1.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一生长阶段中，第一温度为950℃至1000℃，第一转速为800rpm至1000rpm；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一生长阶段中，向反应腔内通入的氢气的体积为第一体积的1/5至1/3，所述第一体积为生长所述n型层时，向反应腔内通入的氢气的体积。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一体积为10ml至50ml。

5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一生长阶段的生长时间为2min至5min，所述第二生长阶段的生长时间为1min至2min。

6.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，进行所述第二生长阶段之后，所述应力释放层的生长方式还包括：进行波浪控温阶段；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述升温阶段的生长温度为850℃至900℃，所述降温阶段的生长温度为800℃至850℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述升温阶段的生长时间为1min至2min，所述降温阶段的生长时间为1min至2min。

9.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法制备，所述发光二极管包括层叠的衬底、缓冲层、成核层、填平层和外延层，所述外延层包括依次生长的n型层、应力释放层、有源层和p型层。

10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，所述应力释放层的翘曲度为-10μm至-25μm。

技术总结
本公开提供了一种改善裂片的发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该制备方法包括：在衬底上生长n型层；在所述n型层上生长应力释放层，所述应力释放层的生长方式包括：依次进行第一生长阶段和第二生长阶段，所述第一生长阶段包括控制生长温度为第一温度，控制石墨盘转速为第一转速，向反应腔内通入的反应气体包括氢气；所述第二生长阶段包括控制生长温度降低至第二温度，控制石墨盘转速降低至第二转速，停止向反应腔内通入氢气；在所述应力释放层上生长有源层；在所述有源层上生长p型层。本公开实施例能避免应力释放层出现较大程度的翘曲，改善发光二极管裂片的问题。

技术研发人员：从颖,姚振,龚逸品,梅劲
受保护的技术使用者：华灿光电（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16