| 发明名称 | 一种改善GaN基LED量子阱结构提高载子复合效率的外延生长方法 | ||
| 摘要 | 一种改善GaN基LED量子阱结构提高载子复合效率的外延生长方法，包括以下步骤：将衬底进行退火，然后进行氮化处理；生长低温GaN缓冲层；生长未掺杂的高温GaN缓冲层；生长掺杂浓度稳定的Si掺杂的N型GaN层；生长低温浅量子阱；生长低温多量子阱发光层，所述多量子阱发光层分为三部分在不同生长条件下进行生长；以氮气作为载气生长低温P型GaN层；升温生长P型AlGaN电子阻挡层；生长高温P型GaN层；生长P型接触层；降低反应室的温度，退火，再降至室温。本发明在生长多量子阱时能够优化调整PN结的位置，更多地俘获载子并使其复合，提高发光效率，增加内量子阱效应，进而获得高发光强度的GaN基LED发光二极管。 | ||
| 申请公布号 | CN102881788A | 申请公布日期 | 2013.01.16 |
| 申请号 | CN201210363117.7 | 申请日期 | 2012.09.26 |
| 申请人 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 发明人 | 李永;李刚;郭丽彬 |
| 分类号 | H01L33/06(2010.01)I;H01L33/00(2010.01)I | 主分类号 | H01L33/06(2010.01)I |
| 代理机构 | 代理人 | ||
| 主权项 | 一种改善GaN基LED量子阱结构提高载子复合效率的外延生长方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将衬底（1）在氢气气氛里进行退火1‑10分钟，清洁所述衬底（1）表面，温度控制在1050‑1080℃之间，然后进行氮化处理；步骤二，将温度下降到450℃‑650℃之间，生长15‑35nm厚的低温GaN缓冲层（2），生长压力控制在4000‑760 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在500‑3200之间；步骤三，所述低温GaN缓冲层（2）生长结束后，对其原位进行热退火处理，停止通入TMGa，将所述衬底（1）的温度升高至950‑1200℃之间，退火时间在5min至10min之间，退火之后，将温度调节至1000‑1200℃之间，生长厚度为0.8µm‑4µm间的未掺杂的高温GaN缓冲层（3），生长压力在100Torr‑600 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑3300之间；步骤四，所述未掺杂的高温GaN缓冲层（3）生长结束后，生长一层掺杂浓度稳定的Si掺杂的N型GaN层（4），厚度在1.0‑5.0µm之间，生长温度在1000℃‑1200℃之间，生长压力在50‑550 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑3300之间；步骤五，所述Si掺杂的N型GaN层（4）生长结束后，生长低温浅量子阱（5），所述浅量子阱（5）由5‑15个周期的InxGa1‑XN(0.04<x<0.4)/GaN 多量子阱组成，所述浅量子阱（5）的厚度在3nm‑5nm之间，生长温度在720℃‑920℃之间，压力在100Torr‑600 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑5000之间；步骤六，所述浅量子阱（5）生长结束后，开始生长低温多量子阱发光层（6），所述多量子阱发光层（6）由3‑15个周期的InyGa1‑yN(x<y<1)/GaN 多量子阱组成，所述多量子阱的生长方式是类梯形形式，所述多量子阱中In的摩尔组分含量在10%‑50%之间保持不变，所述多量子阱的厚度在2nm‑5nm之间，生长温度在720℃‑820℃之间，生长压力在200Torr‑500 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在400‑5300之间；垒层分三部分进行生长，按先后顺序依次为量子垒（6a）、量子垒（6b）和量子垒（6c），且所述量子垒（6a）和量子垒（6b）均采用MO源渐进式方式生长，所有量子垒的的生长温度在820‑920℃之间，压力在200Torr‑500 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在400‑5300之间；步骤七，所述多量子阱发光层（6）生长结束后，生长厚度10nm‑100nm之间的低温P型GaN层(7)，生长温度在500℃‑800℃之间，生长时间在5分钟‑20分钟之间，压力在100Torr‑500 Torr之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑5300之间，在所述生长低温P型GaN层(7)的过程中，以N2作为载气，并掺杂介质二茂镁；步骤八，所述低温P 型GaN层(7)生长结束后，将温度升至900℃‑1100℃之间，生长厚度10nm‑100nm之间的P型AlGaN电子阻挡层(8)，生长压力在50Torr‑400 Torr之间，生长时间在5‑15分钟之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1000‑20000之间，所述P型AlGaN电子阻挡层(8)中的Al的摩尔组分含量控制在15%‑40%之间，所述P型AlGaN电子阻挡层(8)的禁带宽度大于最后一个垒的禁带宽度，所述P型AlGaN电子阻挡层(8)的禁带宽度控制在4ev与5.5ev之间；步骤九，所述P型AlGaN电子阻挡层（8）生长结束后，生长一层厚度0.1µm‑0.9µm之间的高温P 型GaN层（9），其生长温度在850‑1090℃之间，生长压力在100Torr‑450 Torr之间，生长时间在5‑20min之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在300‑5000之间；步骤十，所述高温P 型GaN层（9）生长结束后，生长一层厚度5nm‑30nm之间的P型接触层（10），其生长温度在850℃‑1050℃之间，压力在100Torr‑500 Torr之间，生长时间在1‑10min之间，Ⅴ/Ⅲ摩尔比在1000‑20000之间；步骤十一，将反应室的温度降至650℃‑800℃之间，采用纯氮气氛围中退火处理5‑15min，然后降至室温，即得。 | ||
| 地址 | 230012 安徽省合肥市新站区工业园内 | ||