一种提升led光效的外延生长方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及Lm)外延设计应用技术领域，具体地说，设及一种提升Lm)光效的外延 生长方法。
【背景技术】
[0002] 目前L邸是一种固体照明，体积小、耗电量低使用寿命长高亮度、环保、坚固耐用等 优点受到广大消费者认可，国内生产Lm)的规模也在逐步扩大；市场上对Lm)亮度和光效的 需求与日俱增，如何生长更好的外延片日益受到重视，因为外延层晶体质量的提高，L抓器 件的性能可W得到提升，LED的发光效率、寿命、抗老化能力、抗静电能力、稳定性会随着外 延层晶体质量的提升而提升。
[0003] 电子阻挡层pAlGaN在L抓外延中是不可W或缺的，主要作用是利用AlGaN的高能带 阻挡发光层的电子外溢至P层，但是也带来很多不好之处。Mg在AlGa饰?料中激活能非常高， Mg的激活效率非常低，空穴浓度低，空穴在高能带的AlGaN材料中迁移率非常低，空穴的传 输注入效率低下。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种提升LED光效的外延生长方 法，其能够有效的保留电子阻挡层的能力，又能弥补和改善传统电子阻挡层不足之处，进而 使得LED的光效得到提升。
[0005] 为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：
[0006] -种提升L抓光效的外延生长方法，依次包括:处理衬底、生长低溫缓冲层GaN、生 长不渗杂GaN层、生长渗杂Si的N型GaN层、交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层、生长电 子阻挡层、生长渗杂Mg的P型GaN层，降溫冷却，其特征在于，
[0007] 所述生长电子阻挡层为生长pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶格层，所述生长pAlGaN/ pGaN/pInGaN超晶格层进一步为：
[000引保持反应腔压力200mbar-400mbar、温度90(TC-95(rC，通入流量为50000sccm- 700008(3(3111的順3、303(3(3111-603(3(3111的了163、10化/111；!_11-1301/111；!_11的也、1003(3(3111-1303(3(3111的 TMAl、1000sccm-1800sccm的Cp2Mg，生长2nm-5nm的pAlGaN，Al惨杂浓度lE20atoms/cm 3- 3E20atoms/cm3，Mg 惨杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/cm3;
[0009] 保持反应腔压力 200mbar-400mbar、温度 90(TC-95(rC，通入流量为 50000sccm- 700003(3(3111的順3、303(3(3111-603(3(3111的了16过、10017111；!_11-13化/111；!_11的也、10003(3(3111-18003(3(3111的 CpsMg，生长 aim-5nm 的 pGaN，Mg 惨杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/cm3;
[0010] 保持反应腔压力 200mbar-400mbar、温度 90(TC-95(rC，通入流量为 50000sccm- 700003(3(3111的順3、303(3(3111-603(3(3111的了163、10017111；!_11-13化/111；!_11的也、10003(3(3111-15003(3(3111的 TMIn、lOOOsccm-lSOOsccm的CpsMg，生长2nm-5nm的pInGaN，In惨杂浓度lE19atoms/cm 3- 祀 19atoms/cm3，Mg 惨杂浓度 lE19atoms/cm3-lE20atoms/cm3;
[0011] 周期性生长pAlGaN层、pGaN层和pInGaN层，周期数为4-8,生长pAlGaN层、pGaN层和 pInGaN层的顺序可置换。
[0012] 优选地，其中，所述处理衬底进一步为:在iooo°c-ii〇(rc的此气氛下，通入10化/ min-l 30L/min的出，保持反应腔压力lOOmbar-SOOmbar，处理蓝宝石衬底8min-10min。
[0013] 优选地，其中，所述生长低溫缓冲层GaN进一步为：
[0014] 降溫至500°C-600°C，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为lOOOOsccm- 20000sccm 的 NH3、50sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的此、在蓝宝石衬底上生长厚 度为20nm-40nm的低溫缓冲层GaN;
[0015] 升高溫度至1000。01100 Γ，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、100L/min-130L/min 的此、保持溫度稳定持续 300S-500S，将低 溫缓冲层GaN腐蚀成不规则小岛。
[0016] 优选地，其中，所述生长不渗杂GaN层进一步为:升高溫度到1000°C-120(rC，保持 反应腔压力 SOOmbar-GOOmbar，通入流量为 30000sccm-40000sccm 的 NH3、2〇Osccm-400sccm 的TMGa、100L/min-130L/min的出、持续生长2皿-4皿的不渗杂GaN层。
[0017]优选地，其中，所述生长渗杂Si的N型GaN层进一步为:保持反应腔压力、溫度不变， 通入流量为300003。畑1-600003。畑1的畑3、2003。。111-4003。畑1的了16日、10化/111；[]1-1301/111；[]1的 出、20sccm-50sccm的SiH4,持续生长3皿-4皿渗杂Si的N型GaN，Si渗杂浓度祀18atoms/cm3- lE19atoms/cm3;保持反应腔压力、溫度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH3、 200sccm-400sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、2sccm-10sccm 的 SiH4,持续生长 200μηι- 400皿渗杂 Si 的 Ν型GaN，Si渗杂浓度祀17atoms/cm3-lE18atoms/cm3。
[0018] 优选地，其中，所述交替生长渗杂In的InxGa(i-x)N/GaN发光层进一步为:保持反应 腔压力3〇〇mbar-400mbar、溫度7〇0°C-75〇°C，通入流量为 50000sccm-70000sccm的畑3、 20sccm-40sccm 的 TMGa、1500sccm-2000sccm 的 TMIn、100L/min-130L/min 的化，生长渗杂 In 的2.5nm-3.5nm 的 InxGa(i-x)N层，x = 0.20-0.25，发光波长450nm-455nm;接着升高溫度至 750 。(:-850°C，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的畑3、 20sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的化，生长 8nm-15nm 的 GaN 层；重复 InxGa(i-x)N 的生长，然后重复GaN的生长，交替生长InxGa(i-x)N/GaN发光层，控制周期数为7-15个。
[0019] 优选地，其中，所述生长渗Mg的P型GaN层进一步为：保持反应腔压力400mbar- 900mbar、溫度 95(TC-100(rC，通入流量为 50000sccm-70000sccm 的 NH3、20sccm-100sccm 的 TMGa、100L/min-130L/min 的出、1000sccm-3000sccm 的 Cp2Mg，持续生长 50nm-200nm 的渗 Mg 的 P 型 GaN 层，Mg 渗杂浓度化 19atoms/cm3-lE20atoms/cm3。
[0020] 优选地，其中，所述降溫冷却进一步为：降溫至650°c-68(rc，保溫20min-30min，接 着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。
[0021] 与现有技术相比，本申请所述的方法，达到了如下效果：
[0022] 本发明提升L抓光效的外延生长方法中，采用新的材料pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶 格层作为新的电子阻挡层，利用In的原子活性减少Mg的激活能，提高Mg的激活效率，超晶格 层内通过pGaN的过渡实现pAlGaN向pInGaN能带平滑过渡，解决了 pAlGaN和pInGaN晶格适配 大导致接触界面能带差高引起的空穴注入受到阻挡的问题，pAlGaN/pGaN/pInGaN超晶格层 比传统的pAlGaN Mg的激活效率提升，空穴浓度提高，空穴注入效率提高，L邸器件的光效得 到提升。
【附图说明】
[0023] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0024] 图1为本发明实施例1中L邸外延层的结构示意图；
[0025] 图2为对比实施例1中L邸外延层的结构示意图；
[0026] 其中，1、衬底，2、低溫GaN缓冲层，3、U型 GaN层，4、N型GaN层，5、InxGa(i-x)N，6、GaN， 7、p型AlGaN，8、p型GaN，9、p型 InGaN，10、p GaN，11、P型AlGaN，56、发光层，789、电子阻挡层。
【具体实施方式】
[0027] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应 可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不W名 称的差异来作为区分组件的方式，而是W组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通 篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"为一开放式用语，故应解释成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述 技术问题，基本达到所述技术效果。此外，"禪接"一词在此包含任何直接及间接的电性禪接 手段。因此，若文中描述一第一装置禪接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性禪 接于所述第二装置，或通过其他装置或禪接手段间接地电性禪接至所述第二装置。说明书 后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃W说明本申请的一般原则为目的， 并非用W限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0028] 实施例1
[0029] 参见图1，参见图1，本发明运用M0CVD来生长高亮度GaN基L抓外延片。采用高纯此 或高纯化或高纯此和高纯化的混合气体作为载气，高纯N曲作为N源，金属有机源Ξ甲基嫁 (TMGa)作为嫁源，Ξ甲基铜(TMIn)作为铜源，N型渗杂剂为硅烷(SiH4)，S甲基侣(TMA1)作 为侣源，P型渗杂剂为二茂儀（CPsMg)，衬底为（0001)面蓝宝石，反应压力在70mbar到 gOO