8]可選地，N型GaN層的生長速率可以為2.0?6.0 μ m/h。若N型GaN層的生長速率低于2.0 μ m/h,則外延片的生產(chǎn)效率過低；若N型GaN層的生長速率高于超過6.0 μ m/h,則會造成外延片抗靜電能力較差。
[0049]在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，N型GaN層的生長速率可以保持不變。
[0050]在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，N型GaN層的生長速率可以逐漸變快。
[0051]可選地，生長N型GaN層時，Ga源流量可以為200?lOOOsccm。
[0052]在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，Ga源流量可以保持不變。實驗發(fā)現(xiàn)，在該種實現(xiàn)方式中，外延片抗靜電能力提高9%。
[0053]在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，Ga源流量可以逐漸變多。實驗發(fā)現(xiàn)，在該種實現(xiàn)方式中，外延片抗靜電能力提高10%。
[0054]可選地，N型GaN層N型摻雜的濃度可以為10_el8?10_e21每立方厘米。
[0055]在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，N型摻雜的濃度可以保持不變。
[0056]在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，生長N型GaN層時，N型摻雜的濃度可以逐漸變多。
[0057]步驟104:在N型GaN層上生長應(yīng)力釋放層。
[0058]可選地，應(yīng)力釋放層的厚度可以為7_9nm。
[0059]具體地，應(yīng)力釋放層可以由InGaN層和GaN層交替形成。例如，應(yīng)力釋放層包括6層InGaN層和6層GaN層，InGaN層和GaN層交替生長，InGaN層的厚度為0.3nm，GaN層的厚度為1.1nm0
[0060]可以理解地，應(yīng)力釋放層采用超晶格結(jié)構(gòu)，可以有效釋放外延生長過程中，藍(lán)寶石襯底與GaN之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力，并且應(yīng)力釋放層的厚度較小，可以避免電子和空穴在應(yīng)力釋放層復(fù)合發(fā)光。
[0061]步驟105:在應(yīng)力釋放層上生長有源層。
[0062]可選地，有源層的厚度可以為10_15nm。
[0063]步驟106:在有源層上生長P型電子阻擋層。
[0064]具體地，P型電子阻擋層可以由AlGaN層和InAlGaN層交替形成。
[0065]步驟107:在P型電子阻擋層上生長P型GaN層。
[0066]需要說明的是，本發(fā)明實施例將非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力限定為10?200torr，雖然降低了外延片的生長速度，但是提高了外延片的生產(chǎn)質(zhì)量，綜合來看，提高了外延片的生長效率。
[0067]本發(fā)明實施例通過將非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力限定為10?200torr，降低了非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力，非摻雜GaN層和N型GaN層的生長速率較慢，加上非摻雜GaN層的厚度為1.0-1.5 μ m，N型GaN層的厚度為1.0-1.8 μ m，使得設(shè)置在襯底的基盤可以將熱量及時沿著外延層的生長方向傳遞，減小了 N型GaN層的上表面(遠(yuǎn)離襯底的表面)與襯底下表面(靠近基盤的表面)之間的溫差，緩解了外延片的凹形形變，外延片周邊的溫度可以達(dá)到要求溫度，外延片周邊的晶體質(zhì)量提高了，抗靜電能力提高了。而且非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力降低了，釋放反應(yīng)氣體的設(shè)備與生長外延片的反應(yīng)室之間的壓力差變大，生長過程中氣體的流速加快了，有利于將反應(yīng)副產(chǎn)物及時排走，進(jìn)一步提高了晶體質(zhì)量，提高了外延片的抗靜電能力。
[0068]實施例二
[0069]本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的制造方法，本實施例是實施例一提供的發(fā)光二極管外延片的制造方法的一種具體實現(xiàn)，參見圖2，該制造方法包括:
[0070]步驟201:在藍(lán)寶石襯底上生長緩沖層。
[0071]步驟202:在緩沖層上生長非摻雜GaN層，非摻雜GaN層的厚度為1.0 μ m，生長壓力為 lOtorr。
[0072]具體地，非摻雜GaN層的生長速率為2.0 μ m/h,且生長非摻雜GaN層時，非摻雜GaN層的生長速率保持不變。Ga源流量為200?500sccm，且生長非摻雜GaN層時，Ga源流量逐漸變多。
[0073]步驟203:在非摻雜GaN層上生長N型GaN層，N型GaN層的厚度為1.0 μ m，生長壓力為lOtorr。
[0074]具體地，N型GaN層的生長溫度為1080°C。N型GaN層的生長速率為2.0 μ m/h，且生長N型GaN層時，N型GaN層的生長速率保持不變。Ga源流量為200?500sccm，且生長N型GaN層時，Ga源流量逐漸變多。N型GaN層N型摻雜的濃度為10_el8?10_e21每立方厘米，且生長N型GaN層時，N型摻雜的濃度逐漸變多。
[0075]步驟204:在N型GaN層上生長應(yīng)力釋放層，應(yīng)力釋放層包括6層InGaN層和6層GaN層，InGaN層和GaN層交替生長，InGaN層的厚度為0.3nm，GaN層的厚度為1.lnm。
[0076]步驟205:在應(yīng)力釋放層上生長有源層，有源層的厚度為10nm。
[0077]步驟206:在有源層上生長P型電子阻擋層，P型電子阻擋層由AlGaN層和InAlGaN層交替形成。
[0078]步驟207:在P型電子阻擋層上生長P型GaN層。
[0079]本發(fā)明實施例通過將非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力限定為10?200torr，降低了非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力，非摻雜GaN層和N型GaN層的生長速率較慢，加上非摻雜GaN層的厚度為1.0-1.5 μ m，N型GaN層的厚度為1.0-1.8 μ m，使得設(shè)置在襯底的基盤可以將熱量及時沿著外延層的生長方向傳遞，減小了 N型GaN層的上表面(遠(yuǎn)離襯底的表面)與襯底下表面(靠近基盤的表面)之間的溫差，緩解了外延片的凹形形變，外延片周邊的溫度可以達(dá)到要求溫度，外延片周邊的晶體質(zhì)量提高了，抗靜電能力提高了。而且非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力降低了，釋放反應(yīng)氣體的設(shè)備與生長外延片的反應(yīng)室之間的壓力差變大，生長過程中氣體的流速加快了，有利于將反應(yīng)副產(chǎn)物及時排走，進(jìn)一步提高了晶體質(zhì)量，提高了外延片的抗靜電能力。
[0080]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)光二極管外延片的制造方法，適用于4inch、6inch、8inch的大尺寸外延片，其特征在于，所述制造方法包括: 依次在襯底上生長緩沖層、非摻雜GaN層、N型GaN層、應(yīng)力釋放層、有源層、P型電子阻擋層、P型GaN層； 其中，所述非摻雜GaN層和所述N型GaN層的生長壓力為10?200torr，所述非摻雜GaN層的厚度為1.0-1.5 μm，所述N型GaN層的厚度為1.0-1.8 μπι。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述非摻雜GaN層和所述N型GaN層的生長壓力為10?90torr。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述非摻雜GaN層和所述N型GaN層的生長速率為2.0?6.0 μ m/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，生長所述非摻雜GaN層時，所述非摻雜GaN層的生長速率保持不變，或者，逐漸變快。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，生長所述N型GaN層時，所述N型GaN層的生長速率保持不變，或者，逐漸變快。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，Ga源流量為200?lOOOsccm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，生長所述非摻雜GaN層時，Ga源流量保持不變，或者，逐漸變多。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，生長所述N型GaN層時，Ga源流量保持不變，或者，逐漸變多。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述N型GaN層N型摻雜的濃度為10-el8?10-e21每立方厘米。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，生長所述N型GaN層時，N型摻雜的濃度保持不變，或者，逐漸變多。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片的制造方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述制造方法包括：依次在襯底上生長緩沖層、非摻雜GaN層、N型GaN層、應(yīng)力釋放層、有源層、P型電子阻擋層、P型GaN層；其中，非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力為10～200torr。本發(fā)明通過將非摻雜GaN層和N型GaN層的生長壓力限定為10～200torr，非摻雜GaN層和N型GaN層的生長速率較慢，使得設(shè)置在襯底底部的基盤可以將熱量及時沿著外延層的生長方向均勻傳遞，減小了在生長非摻雜GaN層和N型GaN層時，外延片的上下表面之間的溫差，緩解了外延片的凹形形變，外延片周邊的溫度可以達(dá)到要求溫度，外延片周邊的晶體質(zhì)量提高。
【IPC分類】H01L33-02, H01L33-00, H01L33-28
【公開號】CN104617192
【申請?zhí)枴緾N201510032635
【發(fā)明人】張武斌, 韓杰, 周飚, 胡加輝, 魏世禎
【申請人】華燦光電(蘇州）有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月22日