惨杂浓度 I X 1019atoms/cm3_l X 102°atoms/ cm3；
[0104] 9、生长高温掺杂Mg的P型GaN层308 :保持反应腔压力400-900mbar、温度 950-1000°C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2、1000-3000sccm的Cp2Mg，持续生长50-100nm的高温掺杂Mg的P型GaN层308，Mg掺杂 浓度 I X l〇19atoms/cm3_l X 102°atoms/cm3;
[0105] 10、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。
[0106] 根据现有技术的LED的生长方法制备样品1，根据本发明的方法制备样品2 ;样品 1和样品2外延生长方法参数不同点在于生长pAlGaN/pInMgN/pInGa超晶格层条件不一 样，生长其它外延层生长条件完全相同；样品1和样品2在相同的前工艺条件下镀ITO层约 150nm，相同的条件下镀Cr/Pt/Au电极约1500nm，相同的条件下镀保护层Si02约100nm，然 后在相同的条件下将样品研磨切割成635 μηι*635 ym(25mil*25mil)的芯片颗粒，然后样 品1和样品2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和样品2的光电性能。
[0107] 表1样品1、2产品电性参数的比较
[0109] 数据分析结论：将积分球获得的数据进行分析对比，参考附表1本专利和传统的 生长方法LED的光电性能参数，数据可以看出本发明的方法在保证其它光电参数不变的情 况下有效地提升LED产品光效。
[0110] 上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明 并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发 明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，包括步骤： 处理蓝宝石衬底； 生长低温缓冲层； 低温缓冲层退火处理； 生长不掺杂Si的N型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； 生长发光层； 生长pAlGaN/pInN/pInGaN超晶格层，包括以下步骤： 生长PAlGaN层：保持反应腔压力250-450mbar、温度900-950 °C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、40-65sccm 的 TMGa、110-140L/min 的 H2、120-140sccm 的 TMA1、 1000_1800sccm 的 Cp2Mg，生长 2_5nm 的 pAlGaN 层，Al 惨杂浓度 I X 102°-3X 102°atom/cm3， Mg 惨杂浓度 I X IO19-I X 102°atom/cm3; 生长PlnN层：保持反应腔压力250-450mbar、温度900-950 °C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、30-60sccm 的 TMIn、100-130L/min 的 N2、1000-1800sccm 的 Cp2Mg， 生长 2_5nm 的 plnN 层，Mg 惨杂浓度 I X IO19-I X 102°atom/cm3; 生长PlnGaN层：保持反应腔压力250-450mbar、温度900-950 °C，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、40-65sccm 的 TMGa、110-140L/min 的 H2、1000-1500sccm 的 TMIn、 1000_1800sccm 的 Cp2Mg，生长 2_5nm 的 plnGaN 层，In 惨杂浓度 I X 1019-5 X 1019atom/cm3， Mg 惨杂浓度 I X IO19-I X 102°atom/cm3; 生长高温掺杂Mg的P型GaN层； 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。2. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生 长PAlGaN/pInN/pInGaN超晶格层为周期性生长pAlGaN/pInN/pInGaN超晶格层，周期数为 5-9 〇3. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述处理蓝 宝石衬底，进一步为， 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8-10分钟。4. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长低 温缓冲层，进一步为， 降温至500-600°C下，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为10000-20000sccm的 NH3、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H2、在蓝宝石衬底上生长厚度为20-40nm的低温 缓冲层。5. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述低温缓 冲层退火处理，进一步为， 升高温度1000-1100 °C下，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm的NH3、100-130L/min的H2、保持温度稳定持续300-500°C，使得低温缓冲 层腐蚀成不规则小岛。6. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长不 掺杂Si的N型GaN层，进一步为， 升高温度到1000-1200 °C，保持反应腔压力300-600mbar，通入流量为 30000-40000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2、持续生长 2-4 y m 的不 掺杂Si的N型GaN层。7. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长第 一掺杂Si的N型GaN层，进一步为， 保持反应腔压力300-600mbar、温度1000-1200°C不变，通入流量为30000-60000sccm 的 NH3、200-400sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2、20-50sccm 的 SiH4,持续生长 3-4 ym第 一惨杂 Si 的 N 型 GaN 层，Si 惨杂浓度 5 X 1018atom/cm3_l X 1019atom/cm3。8. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长第 二掺杂Si的N型GaN层，进一步为， 保持反应腔压力300-600mbar、温度1000-1200°C不变，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 第二惨杂 Si 的 N 型 GaN 层，Si 惨杂浓度 5 X 1017atom/cm3_l X 1018atom/cm3。9. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长发 光层，进一步为， 保持反应腔压力300-400mbar、温度700-750 °C，通入流量为50000-70000sccm的 NH3、20-40sccm 的 TMGa、1500-2000sccm 的 TMIn、100-130L/min 的 N2,生长掺杂 In 的 2. 5-3. 5nmInxGa(l-x)N 层，其中 X 在 0? 20-0. 25 之间，发光波长 450-455nm ; 接着升高温度750-850 °C，保持反应腔压力300-400mbar，通入流量为 50000-70000sccm 的 NH3、20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 N2,生长 8-15nmGaN 层； 然后重复生长InxGa(I-X)N层，重复生长GaN层，交替生长InxGa (1-x) N/GaN发光层， 控制周期数为7-15。10. 根据权利要求1所述的提高LED器件光效的外延生长方法，其特征在于，所述生长 高温掺杂Mg的P型GaN层，进一步为， 保持反应腔压力400-900mbar、温度950-1000°C，通入流量为50000-70000sccm的NH3、 20-100sccm 的 TMGa、100-130L/min 的 H2、1000-3000sccm 的 Cp2Mg，持续生长 50-200nm 的 高温掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度I X IO19-I X 102°atom/cm3。
【专利摘要】本申请公开了一种提高LED器件光效的外延生长方法，包括步骤：处理蓝宝石衬底；生长低温缓冲层；低温缓冲层退火处理；生长不掺杂Si的N型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；生长发光层；生长pAlGaN/pInN/pInGaN超晶格层；生长高温掺杂Mg的P型GaN层；最后降温至650-680℃，保温20-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。本发明采用新的材料pAlGaN/pInN/pInGaN超晶格层作为新的电子阻挡层，利用In的原子活性减少Mg的激活能，提高Mg的激活效率，超晶格内通过pInN的过渡实现pAlGaN向pInGaN能带平滑过渡，解决了pAlGaN和pInGaN晶格适配大导致接触界面能带差高引起的空穴注入受到阻挡的问题。
【IPC分类】H01L33/14, H01L33/04, H01L33/00
【公开号】CN105244424
【申请号】CN201510737090
【发明人】徐平, 苗振林, 卢国军
【申请人】湘能华磊光电股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月3日