一种紫外LED有源区多量子阱的生长方法

摘要

本发明提供一种紫外LED有源区多量子阱的生长方法，其生长方法包括以下步骤：步骤一，在蓝宝石衬底上，生长UGaN层，步骤二，所述UGaN层生长结束后，生长一层掺杂浓度稳定的N‑GaN层，步骤三，所述N‑GaN层生长结束后，生长多量子阱结构MQW层，步骤四，所述多量子阱结构MQW层生长结束后，生长有源区多量子阱发光层，步骤五，所述有源区多量子阱发光层生长结束后，以N₂作为载气生长P型氮化镓层，步骤六，P型氮化镓层生长结束后，进行退火处理即得LED外延结构。本发明的生产工艺可以优化电子的浓度分布，抑制电子泄露，减小多量子阱生长过程中产生的应力，减小量子限制斯塔克效应(QCSE)，增加电流注入效率，提高多量子阱发光效率。

主权项

一种紫外LED有源区多量子阱的生长方法，其特征在于：其LED芯片的外延片结构从下向上的顺序依次为：蓝宝石衬底、UGaN层、N‑GaN层、多量子阱结构MQW层、有源区多量子阱发光层、P型氮化镓层，其生长方法包括以下步骤：步骤一，在蓝宝石衬底上，将温度调节至1000‑1200℃之间，通入TMGa，生长厚度为0.5‑2.5um间的UGaN层，生长压力在100‑500Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑2500之间；步骤二，所述UGaN层生长结束后，生长一层掺杂浓度稳定的N‑GaN层；步骤三，所述N‑GaN层生长结束后，生长多量子阱结构MQW层；步骤四，所述多量子阱结构MQW层生长结束后，生长有源区多量子阱发光层，生长温度在720‑920℃之间，压力在100‑600Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑8000之间，所述有源区多量子阱由3‑30个周期的In_xGa_1‑xN/AlGaN多量子阱组成，其中x:0.1‑0.6，有源区多量子阱多个循环生长分为不同组(loops)生长，不同组的阱的生长方式为In组分递进增加，阱宽梯度变大，同时，每层量子垒Al_yGa_1‑yN的Al含量逐渐增加，其中y:0.1‑0.6，上述中阱的深度与宽度变大与量子垒中的Al含量逐渐增加呈规律的对应关系；步骤五，所述有源区多量子阱发光层生长结束后，以N₂作为载气生长厚度20‑100nm之间的P型氮化镓层；步骤六，P型氮化镓层生长结束后，将反应室的温度降至450‑800℃之间，采用纯氮气氛围进行退火处理2～20min，然后降至室温，即得LED外延结构，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芯片。