间断式退火同温生长多量子阱LED外延结构及制作方法

摘要

本发明揭示了一种间断式退火同温生长多量子阱LED外延结构的制作方法，包括如下步骤：准备一衬底，在氢气气氛下高温处理衬底；在处理好的衬底表面依次生长缓冲层、n‑GaN层；在n‑GaN层上周期性生长MQW有源层；在MQW有源层上依次生长p‑GaN及P型接触层；所述MQW有源层由至少两个多量子阱层组成，每个所述多量子阱层由InGaN量子阱层、GaN保护层及GaN量子垒层构成，且每个多量子阱中的各层均在同温下生长。本发明经过这中间的间隔退火处理，其晶面取向更为统一，晶格质量更高；得到高质量的量子阱结构层，发光效率提高10%以上，节省了大量原有在多量子阱层中升降温时间，产能提升明显；使低温GaN材料的表面平滑化，从而实现垒的均匀二维生长，得到高质量的多量子阱材料。

主权项

一种间断式退火同温生长多量子阱LED外延结构的制作方法，包括如下步骤：S1，准备一衬底，在氢气气氛下高温处理衬底；S2，在处理好的衬底表面依次生长缓冲层、n‑GaN层；S3，在n‑GaN层上周期性生长MQW有源层；S4，在MQW有源层上依次生长p‑GaN及P型接触层；其特征在于：所述S3中MQW有源层由至少两个多量子阱层组成，每个所述多量子阱层由InGaN量子阱层、GaN保护层及GaN量子垒层构成，且每个多量子阱中的各层均在同温下生长；所述MQW有源层的生长包括如下步骤：S31，在气氛为氮气环境下，生长厚度为1‑5nm的第一InGaN量子阱层，所述氮气的流量为20‑70L；S32，在生长完的第一InGaN量子阱层上，继续生长厚度为1‑3nm的第一GaN保护层，以用于保护InGaN量子阱层中In组分在随后的氢气生长氛围中发生解离；S33，切换气氛，采用间断式退火生长厚度为5‑25nm的 GaN量子垒层；以上各层的生长条件相同，包括温度与压力，均为，温度750～900℃，压力50 ～ 1000mbar；所述S33中的GaN量子垒层包括至少两层相互间隔设置的GaN量子垒薄层与量子垒退火层；所述S33中GaN量子垒层的生长采用间隔式退火生长，包括如下步骤：S331，通入MO源，生长厚度为1‑3nm的GaN量子垒薄层，通入载气，所述载气为氮气或氮气与氢气混合气；S332，生长完毕后停止通MO源，切换气体氛围为氢气，其余生长条件不变，保持10‑60S的间隔，使上一步骤生长的GaN量子垒薄层在氢气氛围下进行退火处理，形成量子垒退火层；S333，完成以上一层量子垒层的生长，重复S331、S332进行后续量子垒层的生长。