基于有源层提高发光二极管亮度的外延生长方法

摘要

本发明公开基于有源层提高发光二极管亮度的外延生长方法，包括：在氢气气氛下处理蓝宝石衬底5‑10分钟；在蓝宝石衬底上生长低温缓冲层GaN；持续生长不掺杂GaN层；持续生长的N型GaN；生长In_xGa_(1‑x)N阱层；生长GaN垒层，周期性生长10‑15对In_xGa_(1‑x)N阱层/GaN垒层形成有源层MQW；其中，靠近N型GaN的量子阱能带低于靠近P型GaN的量子阱能带；靠近N型GaN的量子阱厚度低于靠近P型GaN的量子阱厚度；持续生长P型AlGaN层；持续生长掺镁的P型GaN层；降温至700‑800℃，保温20‑30min后在炉内冷却。本发明增强了空穴的注入效率进而提升LED芯片的发光效率。

主权项

一种基于有源层提高发光二极管亮度的外延生长方法，其特征在于，包括：在1000‑1300℃、反应腔压力维持在50‑500torr的氢气气氛下处理蓝宝石衬底5‑10分钟；在蓝宝石衬底上生长厚度为10‑40nm的低温缓冲层GaN；持续生长2‑4μm的不掺杂GaN层；持续生长厚度为2‑4μm的N型GaN，其中，Si掺杂浓度为5E+18‑2E+19；反应腔压力维持在200‑400torr，温度控制在700‑750℃，生长厚度为2.5‑3.5nm的In_xGa_(1‑x)N阱层，其中，x＝0.015‑0.25，In掺杂浓度为1E+20至5E+20；升高温度至800‑850℃，压力维持在200‑400torr，生长厚度为8‑12nm的GaN垒层，周期性生长10‑15对In_xGa_(1‑x)N阱层/GaN垒层形成有源层MQW；其中，通过改变量子阱的In掺杂量、预铺In或生长温度使得靠近N型GaN的量子阱能带低于靠近P型GaN的量子阱能带；改变生长时间或改变生长速率使得靠近N型GaN的量子阱厚度低于靠近P型GaN的量子阱厚度；持续生长20‑60nm的P型AlGaN层，其中，Al的掺杂浓度1E+20‑3E+20，Mg的掺杂浓度5E+18‑1E+19；持续生长100‑300nm的掺镁的P型GaN层，其中，Mg掺杂浓度1E+19‑1E+20；降温至700‑800℃，保温20‑30min后在炉内冷却。