A1n模板led外延生長方法
【專利摘要】本申請公開了一種AlN模板LED外延生長方法，依次包括：處理襯底、生長非摻雜GaN層、生長n型GaN層、生長發(fā)光層、生長電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，生長電極接觸層、降溫冷卻。與傳統(tǒng)方法相比，本申請?zhí)峁┑姆椒ǎ瑴p少了生長低溫緩沖層的步驟，同時(shí)在非摻雜GaN層生長的時(shí)間大量減少，大大節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，而且，采用AlN模板使其具有良好的XRD 102面值，沉積的晶體質(zhì)量大大提升，較傳統(tǒng)GaN基LED外延結(jié)構(gòu)相比，在亮度、降低電壓及高抗靜電能力方法有明顯改善。
【專利說明】
Al N模板LED外延生長方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請涉及LED外延設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種AlN模板LED外延生長方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前LED(LightEmitting D1de，發(fā)光二極管)是一種固體照明，體積小、耗電量低使用壽命長高亮度、環(huán)保、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者認(rèn)可，國內(nèi)生產(chǎn)LED的規(guī)模也在逐步擴(kuò)大;市場上對LED亮度和光效的需求與日倶增，如何生長更好的外延片日益受到重視，因?yàn)橥庋訉泳w質(zhì)量的提高，LED器件的性能可以得到提升，LED的發(fā)光效率、壽命、抗老化能力、抗靜電能力、穩(wěn)定性會(huì)隨著外延層晶體質(zhì)量的提升而提升。
[0003]傳統(tǒng)LED外延結(jié)構(gòu)為GaN基，生長方法包括:處理襯底、生長低溫緩沖層、生長非摻雜GaN層、生長η型GaN層、生長發(fā)光層、生長電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層、生長電極接觸層，降溫冷卻。
[0004]近年來，GaN基LED的研究不斷深入，其在發(fā)光強(qiáng)度、白光光效、散熱等方面都有了顯著改善，GaN基LED的商業(yè)化水平不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。但是隨著市場對高亮度、低電壓及高抗靜電能力的不斷需求，傳統(tǒng)GaN基LED在亮度、電壓及抗靜電能力上的提升和改善已較難滿足市場需求的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請所要解決的技術(shù)問題是提供了一種AlN模板LED外延生長方法，減少了生長低溫緩沖層的步驟，大大節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，而且能夠顯著提升LED的亮度、降低電壓以及提升抗靜電能力。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本申請有如下技術(shù)方案:
[0007]—種AlN模板LED外延生長方法，其特征在于，
[0008]依次包括:處理襯底、生長非摻雜GaN層、生長η型GaN層、生長發(fā)光層、生長電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，生長電極接觸層、降溫冷卻，
[0009]所述處理襯底，進(jìn)一步為:
[0010]在650°C下烘烤藍(lán)寶石襯底5min-7min，在藍(lán)寶石襯底上預(yù)濺射AlN膜20s-45s，再在藍(lán)寶石襯底上正式濺射AlN膜60s-75s，而后進(jìn)行水冷處理811^11-121^11，在吣氣氛下包裝得到外延生長的AlN模板襯底；
[0011]升高溫度至1200 °C-1250 °C，將所述AlN模板襯底在H2氣氛中進(jìn)行高溫凈化處理3min_7min;
[0012]所述生長非摻雜GaN層，進(jìn)一步為:
[0013]降低溫度至1150°C-1200°C，反應(yīng)腔壓力控制在 550mbar-650mbar，生長 0.5μπι-1.0μπι厚度的非摻雜GaN層；
[0014]所述生長η型GaN層，進(jìn)一步為:
[0015]將反應(yīng)腔壓力降低至100mbar-200mbar，溫度控制在1200°C_1280°C，生長Ι.Ομπι-1.5μηι厚度的η型GaN層；
[0016]所述生長發(fā)光層，進(jìn)一步為:
[0017]降低溫度至680°C_780°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長45nm-75nm厚的第一勢皇層；
[0018]溫度控制在700°C-750°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長2-6個(gè)循環(huán)周期的InGaN/GaN淺量子講層，講厚3nm_6nm ；
[0019]溫度控制在700°C-800°C，生長8-20個(gè)循環(huán)周期的發(fā)光多量子阱層，阱厚0.7nm-2.5nm,皇厚1.5nm-3.5nm0
[0020]優(yōu)選地，其中:
[0021]所述處理襯底，進(jìn)一步采用物理氣相沉積的方法將所述AlN膜沉積于所述藍(lán)寶石襯底表面。
[0022]優(yōu)選地，其中:
[0023]所述生長電子阻擋層，進(jìn)一步為:
[0024]溫度控制在850°C_950°C，反應(yīng)腔壓力控制在100mbar-350mbar，生長一層電子阻擋層，生長厚度為3nm-15nm0
[0025]優(yōu)選地，其中:
[0026]所述生長摻Mg的P型GaN層進(jìn)一步為:
[0027]溫度控制在1020°C-1120°C，反應(yīng)腔壓力控制在400mbar-700mbar，以N2作為載氣生長摻Mg的P型GaN層，厚度為25nm-65nm。
[0028]優(yōu)選地，其中:
[0029]所述生長電極接觸層，進(jìn)一步為:
[0030]降低溫度至550°C_700°C，反應(yīng)腔壓力控制在200mbar-500mbar，生長In組分摻雜的P型InGaN電極接觸層，厚度為1.5nm-5nm0
[0031]優(yōu)選地，其中:
[0032]所述降溫冷卻，進(jìn)一步為:
[0033]降低溫度至500°C_650°C，在純N2氣氛下退火5min_20min，再降至室溫。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請所述的方法，達(dá)到了如下效果:
[0035]第一，本發(fā)明AlN模板LED外延生長方法，與傳統(tǒng)方法相比，減少了生長低溫緩沖層的步驟，同時(shí)在非摻雜GaN層生長的時(shí)間大量減少，傳統(tǒng)生長需要生長非摻雜GaN層生長需要的時(shí)間較長，從3D生長到2D生長共計(jì)需要超過60min，厚度超過3μπι，而采用AlN模板生長，只需要生長約30min，厚度降低一半，同時(shí)采用AlN模板生長，不需要生長低溫GaN緩沖層，加上升降溫時(shí)間，時(shí)間還可節(jié)約5min左右。此外，由于AlN模板生長良好的結(jié)晶質(zhì)量，其XRD102面低于170，傳統(tǒng)的外延生長在220以上，因此在生長高摻雜η型GaN層時(shí)還可以大量減少時(shí)間。相比傳統(tǒng)GaN基LED外延生長傳統(tǒng)的1.0μπι-2.Ομπι的GaN過渡層，單片產(chǎn)品平均節(jié)約生長時(shí)間約40min-50min，因此，采用本發(fā)明的生長方法可大量節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提升產(chǎn)能的優(yōu)勢，提尚了生廣效率。
[0036]第二，利用本發(fā)明AlN模板LED外延生長方法生長的產(chǎn)品，采用AlN模板使其具有良好的XRD 102面值，沉積的晶體質(zhì)量大大提升，較傳統(tǒng)GaN基LED外延結(jié)構(gòu)相比，在亮度、降低電壓及高抗靜電能力方法有明顯改善。
【附圖說明】
[0037]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0038]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中LED外延層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為對比實(shí)施例1中LED外延層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[°04°] 圖3為樣品I和樣品2的電性參數(shù)Cow-Lop(chip on wafer亮度)對比圖；
[0041]圖4為樣品I和樣品2的電性參數(shù)VfI對比圖；
[0042]圖5為樣品I和樣品2的電性參數(shù)ESD>2000V良率對比圖；
[0043]其中，1、A1N模板，2、非摻雜GaN，3、n型GaN層，4、第一勢皇層，5、淺量子阱層，6、多量子阱層，7、電子阻擋層，8、摻雜Mg的P型層，9、CTL層，10、藍(lán)寶石襯底，11、緩沖層GaN。
【具體實(shí)施方式】
[0044]如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本申請的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0045]實(shí)施例1
[0046]參見圖1，本發(fā)明運(yùn)用MOCVD來生長高亮度GaN基LED外延片。采用高純H2或高純N2或高純H2和高純犯的混合氣體作為載氣，高純NH3作為咐原，金屬有機(jī)源三甲基鎵(TMGa)、三乙基鎵(TEGa)作為鎵源，三甲基銦(TMIn)作為銦源，N型摻雜劑為硅烷(SiH4)，三甲基鋁(TMAl)作為鋁源，P型摻雜劑為二茂鎂(CP2Mg)。具體生長方式如下:
[0047]一種AlN模板LED外延生長方法，依次包括:依次包括:處理襯底、生長非摻雜GaN層、生長η型GaN層、生長發(fā)光層、生長電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，生長電極接觸層、降溫冷卻，
[0048]所述處理襯底，進(jìn)一步為:
[0049]在650°C下烘烤藍(lán)寶石襯底5min-7min，在藍(lán)寶石襯底上預(yù)濺射AlN膜20s-45s，再在藍(lán)寶石襯底上正式濺射AlN膜60s-75s，而后進(jìn)行水冷處理811^11-121^11，在％氣氛下包裝得到外延生長的AlN模板襯底；
[0050]升高溫度至1200 °C-1250 °C，將所述AlN模板襯底在H2氣氛中進(jìn)行高溫凈化處理3min_7min;
[0051 ] 所述生長非摻雜GaN層，進(jìn)一步為:
[0052]降低溫度至1150°C-1200°C，反應(yīng)腔壓力控制在 550mbar-650mbar，生長 0.5μπι-1.0μπι厚度的非摻雜GaN層；
[0053]所述生長η型GaN層，進(jìn)一步為:
[0054]將反應(yīng)腔壓力降低至100mbar-200mbar，溫度控制在1200°C_1280°C，生長Ι.Ομπι-1.5μηι厚度的η型GaN層；
[0055]所述生長發(fā)光層，進(jìn)一步為:
[0056]降低溫度至680°C_780°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長45nm-75nm厚的第一勢皇層；
[0057]溫度控制在700°C_750°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長2-6個(gè)循環(huán)周期的InGaN/GaN淺量子講層，講厚3nm_6nm ；
[0058]溫度控制在700°C-800°C，生長8-20個(gè)循環(huán)周期的發(fā)光多量子阱層，阱厚0.7nm-2.5nm,皇厚1.5nm-3.5nm0
[0059]本發(fā)明AlN模板LED外延生長方法中，與傳統(tǒng)方法相比，減少了生長低溫緩沖層的步驟，同時(shí)在非摻雜GaN層生長的時(shí)間大量減少，較傳統(tǒng)GaN基LED外延結(jié)構(gòu)相比，在亮度、降低電壓及高抗靜電能力方法有明顯改善。
[0060]傳統(tǒng)生長需要生長非摻雜GaN層生長需要的時(shí)間較長，從3D生長到2D生長共計(jì)需要超過60min，厚度超過3μηι，而本發(fā)明采用AlN模板生長，只需要生長約30min，厚度降低一半，同時(shí)采用AlN模板生長，不需要生長低溫GaN緩沖層，加上升降溫時(shí)間，時(shí)間還可節(jié)約5min左右。此外，由于AlN模板生長良好的結(jié)晶質(zhì)量，其XRD 102面低于170，傳統(tǒng)的外延生長在220以上，因此在生長高摻雜η型GaN層時(shí)還可以大量減少時(shí)間。相比傳統(tǒng)GaN基LED外延生長傳統(tǒng)的I ?(^!11+2.(^1]1的631'1過渡層，單片產(chǎn)品平均節(jié)約生長時(shí)間約40111；[11-50111；[11，因此，采用本發(fā)明的生長方法可大量節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提升產(chǎn)能的優(yōu)勢，提高了生產(chǎn)效率。
[0061 ] 實(shí)施例2
[0062]以下提供本發(fā)明的AlN模板LED外延生長方法的應(yīng)用實(shí)施例，其外延結(jié)構(gòu)參見圖1，采用Aixtron Crius系統(tǒng)實(shí)施，生長方法具體如下:
[0063]1、將藍(lán)寶石襯底通過PVD(物理氣相沉積)沉積AlN膜，關(guān)鍵工藝為在在650°C下烘烤藍(lán)寶石襯底5min-7min，在藍(lán)寶石襯底上預(yù)濺射AlN膜20s-45s，再在藍(lán)寶石襯底上正式濺射AlN膜60s-75s，而后進(jìn)行水冷處理101^11，在他氣氛下包裝得到外延生長的AlN模板襯底。
[0064]2、將AlN模板襯底在1200°C-1250°C溫度下，于在H2氣氛中進(jìn)行高溫凈化處理3min_7min0
[0065]3、降低溫度至1150°C-1200°C，反應(yīng)腔壓力控制在550mbar-650mbar，生長0.5μπι-1.Ομπι厚度的非摻雜GaN層。
[0066]4、將反應(yīng)腔壓力降低至100mbar-200mbar，溫度控制在1200°C-1280°C，生長1.0μm-1.5μηι厚度的η型GaN層。
[0067]5、降低溫度至680°C_780°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長45nm-75nm
厚的第一勢皇層。
[0068]6、溫度控制在700°C_750°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長2-6個(gè)循環(huán)周期的InGaN/GaN淺量子講層，講厚3nm_6nm0
[0069]7、溫度控制在700°C-800 °C，生長8-20個(gè)循環(huán)周期的發(fā)光多量子阱層，阱厚0.7nm-2.5nm,皇厚1.5nm-3.5nm0
[0070]8、控制溫度在850°C_950°C之間，生長一層電子阻擋層，壓力控制在10mbar-350mbar，生長厚度在 3nm_15nm。
[0071]9、以N2作為載氣生長摻Mg的P型GaN層，溫度控制在1020°C_1120°C，反應(yīng)腔壓力控制在400mbar-700mbar，厚度為 25nm_65nm。
[0072]10、降低溫度至550°C-700°C，反應(yīng)腔壓力控制在200mbar-500mbar，生長In組分摻雜的P型InGaN電極接觸層(CTL層)，厚度為I.5nm_5nm。
[0073]11、外延生長結(jié)束后，降溫至500 °C-650 °C，在純N2氣氛下退火5min-20min，再降至室溫，即得到如圖1所示的LED外延結(jié)構(gòu)。
[0074]對比實(shí)施例1
[0075]以下提供一種傳統(tǒng)LED外延生長方法作為本發(fā)明的對比實(shí)施例1。
[0076]傳統(tǒng)LED外延的生長方法為(外延層結(jié)構(gòu)參見圖2):
[0077]1、將藍(lán)寶石襯底在出氣氛下進(jìn)行高溫退火，清潔襯底表面，溫度控制在1000°C-1250 °C，進(jìn)行凈化處理3min_7min。
[0078]2、降溫至520-620°C，保持反應(yīng)腔壓力450mbar-650mbar，生長厚度為20nm-35nm的低溫緩沖層GaN。
[0079]3、升高溫度到 1150°C-1200°C，保持反應(yīng)腔壓力 550mbar-650mbar，生長 1μπι-2μπι 厚度的非摻雜GaN層。
[0080]4、溫度控制在 1200°C-1280°C，生長壓力調(diào)節(jié)至 100mbar-200mbar，生長 1.5μπι-3.0
Mi厚度的η型GaN層。
[0081 ] 5、降溫至680°C-780°C，生長壓力控制在150mbar-650mbar，生長45nm_75nm厚度的第一勢皇層。
[0082]6、緊接著生長淺量子阱層，溫度在700°C_750°C之間，壓力在150mbar-650mbar之間，淺量子講層由2-6個(gè)循環(huán)的InGaN/GaN組成，淺量子講層厚度為3nm_6nm0
[0083]7、溫度控制在700°C-800°C之間，生長8-20個(gè)循環(huán)的發(fā)光多量子阱層，阱厚0.7nm-2.5nm,皇厚1.5nm-3.5nm0
[0084]8、控制溫度在850°C_950°C之間，生長一層電子阻擋層，壓力控制在10mbar-350mbar，生長厚度在 3nm_15nm。
[0085]9、以N2作為載氣生長摻雜Mg的P層，生長溫度在1020°C_1120°C之間，壓力在400mbar-700mbar，厚度 25nm_65nm。
[0086]10、降溫至550°C_700°C，壓力200mbar-500mbar，生長In組分摻雜的P型InGaN電極接觸層，厚度1.5nm-5nm0
[0087]11、外延生長結(jié)束后，降溫至500°C_650°C，在純N2氣氛下退火5min-20min，再降至室溫。
[0088]在同一機(jī)臺上，根據(jù)傳統(tǒng)的LED的生長方法(對比實(shí)施例1的方法)制備樣品I，根據(jù)本專利描述的方法制備樣品2;樣品I和樣品2外延生長方法的最大不同點(diǎn)在于樣品2采用的是AlN模板襯底生長，其結(jié)構(gòu)中沒有傳統(tǒng)GaN基LED生長的低溫緩沖層，同時(shí)在非摻雜GaN層生長時(shí)間大量減少，樣品I采用的是傳統(tǒng)藍(lán)寶石襯底生長。
[0089]樣品I和樣品2在相同的前工藝條件下鍍ITO層約150nm，相同的條件下鍍Cr/Pt/Au電極約1500nm，相同的條件下鍍保護(hù)層Si02約lOOnm，然后在相同的條件下將樣品研磨切割成425ym*850ym(17mil*34mil)的芯片顆粒，然后樣品I和樣品2在相同位置各自挑選100顆晶粒，在相同的封裝工藝下，封裝成白光LED。然后采用積分球在驅(qū)動(dòng)電流350mA條件下測試樣品I和樣品2的光電性能。
[°09°] 參見圖3所示為樣品I和樣品2的電性參數(shù)Cow-Lop(chip on wafer亮度)對比圖，圖4為樣品I和樣品2的電性參數(shù)Vf I對比圖，圖5為樣品I和樣品2的電性參數(shù)ESD>2000V良率對比圖。從圖3-圖5可看出，其Cow_Lop由均值130.2mw提高到均值142.3mw，Cow_Lop提升比例高達(dá)9.29%，Vfl由均值3.09V下降到均值2.98V，下降比例達(dá)3.56%，ESD>2000V比例由均值88.96 %提升到均值93.49 %，良率比例提升達(dá)4.53 %。
[0091]因此，通過圖3、圖4和圖5的數(shù)據(jù)對比可得出以下結(jié)論:
[0092]通過本專利提供的生長方法，LED電性參數(shù)變好，亮度明顯提高，而且在降低電壓Vfl和提高抗靜電能力方面也有明顯改善。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了本專利的方案能顯著改善亮度、降低電壓及提升抗靜電能力的可行性。
[0093]通過以上各實(shí)施例可知，本申請存在的有益效果是:
[0094]第一，本發(fā)明AlN模板LED外延生長方法，與傳統(tǒng)方法相比，減少了生長低溫緩沖層的步驟，同時(shí)在非摻雜GaN層生長的時(shí)間大量減少，傳統(tǒng)生長需要生長非摻雜GaN層生長需要的時(shí)間較長，從3D生長到2D生長共計(jì)需要超過60min，厚度超過3μπι，而采用AlN模板生長，只需要生長約30min，厚度降低一半，同時(shí)采用AlN模板生長，不需要生長低溫GaN緩沖層，加上升降溫時(shí)間，時(shí)間還可節(jié)約5min左右。此外，由于AlN模板生長良好的結(jié)晶質(zhì)量，其XRD102面低于170，傳統(tǒng)的外延生長在220以上，因此在生長高摻雜η型GaN層時(shí)還可以大量減少時(shí)間。相比傳統(tǒng)GaN基LED外延生長傳統(tǒng)的1.0μπι-2.Ομπι的GaN過渡層，單片產(chǎn)品平均節(jié)約生長時(shí)間約40min-50min，因此，采用本發(fā)明的生長方法可大量節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提升產(chǎn)能的優(yōu)勢，提尚了生廣效率。
[0095]第二，利用本發(fā)明AlN模板LED外延生長方法生長的產(chǎn)品，采用AlN模板使其具有良好的XRD 102面值，沉積的晶體質(zhì)量大大提升，較傳統(tǒng)GaN基LED外延結(jié)構(gòu)相比，在亮度、降低電壓及高抗靜電能力方法有明顯改善。
[0096]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請的實(shí)施例可提供為方法、裝置、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0097]上述說明示出并描述了本申請的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 依次包括:處理襯底、生長非摻雜GaN層、生長η型GaN層、生長發(fā)光層、生長電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，生長電極接觸層、降溫冷卻， 所述處理襯底，進(jìn)一步為: 在650 0C下烘烤藍(lán)寶石襯底5min-7min，在藍(lán)寶石襯底上預(yù)濺射AlN膜20s_45s，再在藍(lán)寶石襯底上正式派射AlN膜60s-75s，而后進(jìn)行水冷處理8min-12min，在N2氣氛下包裝得到外延生長的AlN模板襯底； 升高溫度至1200°C-1250°C，將所述AlN模板襯底在H2氣氛中進(jìn)行高溫凈化處理3min-7min； 所述生長非摻雜GaN層，進(jìn)一步為: 降低溫度至11500C-12000C，反應(yīng)腔壓力控制在550mbar-650mbar，生長0.5μπι-1.0ym厚度的非摻雜GaN層； 所述生長η型GaN層，進(jìn)一步為: 將反應(yīng)腔壓力降低至100mbar-200mbar，溫度控制在1200°C-1280°C，生長1.0μπι-1.5μπι厚度的η型GaN層； 所述生長發(fā)光層，進(jìn)一步為: 降低溫度至680 0C -780 0C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長45nm_75nm厚的第一勢皇層； 溫度控制在700°C_750°C，反應(yīng)腔壓力控制在150mbar-650mbar，生長2-6個(gè)循環(huán)周期的InGaN/GaN淺量子講層，講厚3nm_6nm; 溫度控制在700°C-800°C，生長8-20個(gè)循環(huán)周期的發(fā)光多量子阱層，阱厚0.7nm_2.5nm，皇厚 1.5nm_3.5nm02.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 所述處理襯底，進(jìn)一步采用物理氣相沉積的方法將所述AlN膜沉積于所述藍(lán)寶石襯底表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 所述生長電子阻擋層，進(jìn)一步為: 溫度控制在850°C_950°C，反應(yīng)腔壓力控制在100mbar-350mbar，生長一層電子阻擋層，生長厚度為3nm_15nm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 所述生長摻Mg的P型GaN層進(jìn)一步為: 溫度控制在1020°C_1120°C，反應(yīng)腔壓力控制在400mbar-700mbar，以N2作為載氣生長慘Mg的P型GaN層，厚度為25nm-65nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 所述生長電極接觸層，進(jìn)一步為: 降低溫度至550°C_700°C，反應(yīng)腔壓力控制在200mbar-500mbar，生長In組分摻雜的P型InGaN電極接觸層，厚度為1.5nm-5nm06.根據(jù)權(quán)利要求1?5之任一所述AlN模板LED外延生長方法，其特征在于， 所述降溫冷卻，進(jìn)一步為: 降低溫度至500 °C-650 °C，在純N2氣氛下退火5min_20min，再降至室溫。
【文檔編號】H01L33/00GK105932116SQ201610289678
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】向錦濤
【申請人】湘能華磊光電股份有限公司