外延结构的另一种具体实现方式，参见图3，该外延生长方法包括:
[0071]步骤301:将蓝宝石衬底在1000?1200°C的H2气氛里进行高温清洁处理5?20min，并进行氮化处理。
[0072]步骤302:将温度下降到500?600°C，在50?150Torr的生长压力下生长厚度为3?6nm的AlxGa1-XN缓冲层(0.4 < x < 0.6)。
[0073]步骤303:将温度上升至1000?1100 °C，对AlxGapxN缓冲层进行4?8min的高温退火处理。
[0074]步骤304:将温度下降到450?600°C，在100?200Torr的生长压力下生长15?25nm、V/III比为100?300的GaN缓冲层。
[0075]步骤305:将温度上升至1000?1200°C，在100?500Torr的生长压力下生长厚度为I?2μπι、ν/ΙΙΙ比为200?3000的未掺杂GaN层。
[0076]步骤306:将温度调节至950?1150°C，在300?500Torr的生长压力下生长厚度为1.5?3.54111、￥/111比为400?3000的1^^^^层。
[0077]步骤307:交替生长5?20层厚度为I?4nm、V/m比为500?10000的InyGapyN层(O<y<0.1)和5?20层厚度为10?30nm、V/ΙΠ比为500?10000的GaN层，形成浅讲层，InyGai一yN层的生长温度为750?850°C，生长压力为100?500Torr，GaN层的生长温度为850?950°C，生长压力为100?5OOTorr13
[0078]步骤308:交替生长6?15层厚度为2?5nm、V/m比为2000?20000的InzGapzN层(0.2〈z〈0.5)和6?15层厚度为5?15nm、V/ΙΠ比为2000?20000的GaN层，形成多量子阱层，InzGa1-ZN层的生长温度为700?850°C，生长压力为100?500Torr，GaN层的生长温度为850?％0°C，生长压力为100?5OOTorr0
[0079]步骤309:将温度调节至700?800°C，在100?600Torr的生长压力下生长30?120nm、V/III比为1000?4000的低温P型GaN层，生长时间为3?15min。
[0080]步骤310:将温度升高至900?1000°C，在50?300Torr的生长压力下生长50?150nm、V/III比为1000?10000的P型AlGaN电子阻挡层，生长时间为4?15min。
[0081 ] 步骤311:将温度调节至900?1050°C，在100?500Torr的生长压力下生长50?150nm、V/III比为500?4000的高温P型GaN层，生长时间为10?20min。
[0082]步骤312:将温度下降到700?850°C，在100?500Torr的生长压力下生长3?10nm、V/III比为10000?20000的P型GaN接触层，生长时间为0.5?5min。
[0083]步骤313:在600?900 °C的PN2气氛里进行退火处理10?30min，并将温度逐渐降至室温。
[0084]本发明实施例通过在主要成分为Al2O3的蓝宝石衬底和GaN缓冲层之间设置AlxGapxN缓冲层，可以有效减缓因Al2O3和GaN之间晶格失配产生的缺陷和位错，减少发光二极管的漏电通道，提高发光二极管的抗静电能力。
[0085]实施例四
[0086]本发明实施例提供了一种发光二极管的外延生长方法，是实施例一提供的发光二极管的外延结构的又一种具体实现方式，参见图4，该外延生长方法包括:
[0087]步骤401:将蓝宝石衬底在1000?1200°C的H2气氛里进行高温清洁处理5?20min，并进行氮化处理。
[0088]步骤402:将温度下降到500?650°C，在50?10Torr的生长压力下生长厚度为2?5nm的AlxGa1-XN缓冲层(0.6 < x < 0.8)。
[0089]步骤403:将温度上升至1000?1100 °C，对AlxGai—xN缓冲层进行5?1min的高温退火处理。
[0090]步骤404:将温度下降到450?600°C，在100?200Torr的生长压力下生长10?20nm、V/III比为100?400的GaN缓冲层。
[0091]步骤405:将温度上升至1000?1200°C，在100?500Torr的生长压力下生长厚度为I?2μπι、ν/ΙΙΙ比为200?3000的未掺杂GaN层。
[0092]步骤406:将温度调节至950?1150°C，在300?500Torr的生长压力下生长厚度为1.5?3.54111、￥/111比为400?3000的1^^^^层。
[0093]步骤407:交替生长5?20层厚度为I?4nm、V/m比为500?10000的InyGapyN层(O<y<0.1)和5?20层厚度为10?30nm、V/ΙΠ比为500?10000的GaN层，形成浅讲层，InyGai一yN层的生长温度为750?850°C，生长压力为100?500Torr，GaN层的生长温度为850?950°C，生长压力为100?5OOTorr13
[0094]步骤408:交替生长6?15层厚度为2?5nm、V/m比为2000?20000的InzGapzN层(0.2〈z〈0.5)和6?15层厚度为5?15nm、V/ΙΠ比为2000?20000的GaN层，形成多量子阱层，InzGa1-ZN层的生长温度为700?850°C，生长压力为100?500Torr，GaN层的生长温度为850?％0°C，生长压力为100?5OOTorr0
[0095]步骤409:将温度调节至700?800°C，在100?600Torr的生长压力下生长30?120nm、V/III比为1000?4000的低温P型GaN层，生长时间为3?15min。
[0096]步骤410:将温度升高至900?1000°C，在50?300Torr的生长压力下生长50?150nm、V/III比为1000?10000的P型AlGaN电子阻挡层，生长时间为4?15min。
[0097]步骤411:将温度调节至900?1050°C，在100?500Torr的生长压力下生长50?150nm、V/III比为500?4000的高温P型GaN层，生长时间为10?20min。
[0098]步骤412:将温度下降到700?850°C，在100?500Torr的生长压力下生长3?10nm、V/III比为10000?20000的P型GaN接触层，生长时间为0.5?5min。
[0099]步骤413:在600?900 °C的PN2气氛里进行退火处理10?30min，并将温度逐渐降至室温。
[0100]本发明实施例通过在主要成分为Al2O3的蓝宝石衬底和GaN缓冲层之间设置AlxGapxN缓冲层，可以有效减缓因Al2O3和GaN之间晶格失配产生的缺陷和位错，减少发光二极管的漏电通道，提高发光二极管的抗静电能力。
[0101]需要说明的是，上述实施例中以三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)、三甲基铝(丁1^1)、三甲基铟01011)和氨气(順3)分别作为6&)1、111和咐原，以硅烷(3川4)和二茂镁(CP2Mg)分别作为N、P型掺杂剂，以氮气(N2)或氢气(H2)作为载气。
[0102]将外延生长形成的外延结构经过清洗、沉积、光刻和刻蚀后续加工工艺制成单颗9* 18miI芯片。经过LED芯片测试后发现，静电释放(Electro-Static discharge，简称ESD)测试电压为6000V时，LED芯片漏电流明显偏小，良率有明显的提升。
[0103]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发光二极管的外延结构，所述外延结构包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、浅阱层、多量子阱层、低温P型GaN层、P型AlGaN电子阻挡层、高温P型GaN层、P型GaN接触层，其特征在于，所述外延结构还包括层叠在所述蓝宝石衬底和所述GaN缓冲层之间的AlxGapxN缓冲层，0.3 < x < 0.8。2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述AlxGa1-xN缓冲层的厚度为2?8nm。3.一种发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述外延生长方法包括: 在蓝宝石衬底上生长AlxGahN缓冲层，0.3 < X ^ 0.8; 对所述AlxGanN缓冲层进行高温退火处理； 在所述AlxGa1IN缓冲层上生长GaN缓冲层； 在所述GaN缓冲层上生长未惨杂GaN层； 在所述未掺杂GaN层上生长N型GaN层； 在所述N型GaN层上生长浅阱层； 在所述浅阱层上生长多量子阱层； 在所述多量子阱层上生长低温P型GaN层； 在所述低温P型GaN层上生长P型AlGaN电子阻挡层； 在所述P型AlGaN电子阻挡层上生长高温P型GaN层； 在所述高温P型GaN层上生长P型GaN接触层。4.根据权利要求3所述的外延生长方法，其特征在于，所述AlxGanN缓冲层的厚度为2?8nm。5.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，所述AlxGanN缓冲层的生长温度为500?650°C。6.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，所述AlxGanN缓冲层的生长压力为5O ?2OOTorr。7.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，所述高温退火处理的温度为1000?IlOOcC O8.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，所述高温退火处理的时间为3?1min09.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，在所述在蓝宝石衬底上生长AlxGanN缓冲层之前，所述外延生长方法还包括: 将所述蓝宝石衬底在1000?1200°(:的!12气氛里进行高温清洁处理5?20min，并进行氮化处理。10.根据权利要求3或4所述的外延生长方法，其特征在于，在所述高温P型GaN层上生长P型接触层之后，所述外延生长方法还包括: 在600?900 0C的PN2气氛里进行退火处理10?30min，并将温度逐渐降至室温。
【专利摘要】本发明公开了一种发光二极管的外延结构及外延生长方法，属于半导体技术领域。所述外延结构包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、浅阱层、多量子阱层、低温P型GaN层、P型AlGaN电子阻挡层、高温P型GaN层、P型GaN接触层，所述外延结构还包括层叠在所述蓝宝石衬底和所述GaN缓冲层之间的AlxGa1-xN缓冲层，0.3≤x≤0.8。本发明通过在主要成分为Al2O3的蓝宝石衬底和GaN缓冲层之间设置AlxGa1-xN缓冲层，可以有效减缓因Al2O3和GaN之间晶格失配产生的缺陷和位错，减少发光二极管的漏电通道，提高发光二极管的抗静电能力。
【IPC分类】H01L33/06, H01L33/12, H01L33/00, H01L33/32
【公开号】CN105679892
【申请号】CN201610131274
【发明人】肖云飞
【申请人】华灿光电(苏州）有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月9日