一種發(fā)光二極管的生長方法及發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管的生長方法及發(fā)光二極管，屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法包括：依次在襯底上生長低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層、高溫有源層、低溫有源子層、P型層；生長低溫有源子層，包括：生長低溫InGaN阱層，低溫InGaN阱層生長溫度低于高溫InGaN阱層生長溫度；開啟N源和In源，形成InN；關(guān)閉In源和開啟Ga源，形成GaN，并且之前形成的InN滲入GaN中生成低溫InGaN壘層；開啟Al源，在低溫InGaN壘層上生長AlGaN壘層，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層生長溫度低于高溫GaN壘層生長溫度。本發(fā)明降低了工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)，提高了發(fā)光效率。
【專利說明】一種發(fā)光二極管的生長方法及發(fā)光二極管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種發(fā)光二極管的生長方法及發(fā)光二極管。

【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de,發(fā)光二極管)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。作為一種高效、環(huán)保、綠色新型固態(tài)照明光源，LED具有低電壓、低功耗、體積小、重量輕、壽命長、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，正在被迅速廣泛地得到應(yīng)用，如交通信號燈、汽車內(nèi)外燈、城市景觀照明、手機(jī)背光源、戶外全彩顯示屏等。
[0003]現(xiàn)有的LED的生長方法包括:依次在襯底上生長低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層、有源層、P型層。其中，有源層由InGaN層和GaN層父替生長形成。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]InGaN層和GaN層的生長溫度是固定不變的，由于生長溫度越高，反應(yīng)越迅速和完全，晶格質(zhì)量越好，同時(shí)生長溫度越高，In析出越嚴(yán)重(In不能摻雜到晶格中)，析出的In不能有效參與反應(yīng)，InGaN層被破壞，為了兼顧晶格質(zhì)量和In的并入效率(In摻入晶格中的多少)，對InGaN層的生長溫度設(shè)置要求很高，增加了工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)。而且InGaN與GaN屬于異質(zhì)，InGaN層和GaN層之間會存在很大的應(yīng)力，導(dǎo)致極化效應(yīng)和晶格失配，晶格質(zhì)量較差，降低了電子和空穴在InGaN層中的復(fù)合效率，降低了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)較高、發(fā)光二極管的發(fā)光效率較低的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的生長方法及發(fā)光二極管。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的生長方法，所述生長方法包括:
[0008]依次在襯底上生長低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層；
[0009]在所述N型層上交替生長高溫InGaN阱層和高溫GaN壘層，形成高溫有源層；
[0010]在所述高溫有源層上生長若干層低溫有源子層，形成低溫有源層；
[0011 ] 在所述低溫有源層上生長P型層；
[0012]其中，生長每層所述低溫有源子層，包括:
[0013]生長低溫InGaN阱層，所述低溫InGaN阱層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度；
[0014]開啟N源和In源，形成InN ;
[0015]關(guān)閉In源和開啟Ga源，形成GaN，并且之前形成的InN滲入所述GaN中生成低溫InGaN壘層，所述低溫InGaN壘層的生長溫度低于所述高溫GaN壘層的生長溫度；
[0016]開啟A1源，在所述低溫InGaN壘層上生長AlGaN壘層，所述AlGaN壘層的生長溫度低于所述高溫GaN壘層的生長溫度。
[0017]可選地，所述高溫InGaN阱層的生長溫度為780_820°C，所述高溫GaN壘層的生長溫度為 890-940°C。
[0018]可選地，所述高溫InGaN阱層的厚度為l_3nm，所述高溫GaN壘層的厚度為10_12nm。
[0019]可選地，所述高溫InGaN阱層的層數(shù)為4_10，所述高溫GaN壘層的層數(shù)為4_10。
[0020]可選地，所述低溫InGaN阱層的生長溫度為760_790°C，所述低溫InGaN壘層和所述AlGaN壘層的生長溫度為880-930°C。
[0021]可選地，所述低溫InGaN講層的厚度為2_3.5nm,所述低溫InGaN魚層和所述AlGaN壘層的厚度之和為8-10nm。
[0022]可選地，所述低溫有源子層的層數(shù)為8-14。
[0023]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層、P型層，在所述N型層和所述P型層之間依次生長高溫有源層、低溫有源層，所述高溫有源層由交替生長的高溫InGaN阱層和高溫GaN壘層形成，所述低溫有源層由若干層低溫有源子層形成，每層所述低溫有源子層包括依次層疊的低溫InGaN講層、低溫InGaN魚層、AlGaN魚層,所述低溫InGaN講層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度，所述低溫InGaN壘層是由先形成的InN滲入后形成的GaN中生成的，所述低溫InGaN壘層的生長溫度和所述AlGaN壘層的生長溫度均低于所述高溫GaN壘層的生長溫度。
[0024]可選地，所述高溫InGaN阱層的生長溫度為780_820°C，所述高溫GaN壘層的生長溫度為 890-940°C。
[0025]可選地，所述低溫InGaN阱層的生長溫度為760_790°C，所述低溫InGaN壘層和所述AlGaN壘層的生長溫度為880-930°C。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0027]通過先形成生長溫度較高的高溫有源層，提高了反應(yīng)分子的遷移率，反應(yīng)迅速且充分，晶格質(zhì)量較好，提高了發(fā)光二極管的光電性能，再在晶格質(zhì)量較好的高溫有源層上形成生長溫度較低的低溫有源層，In不容易析出，盡可能地提高了 In的并入效率，提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率，由于晶格質(zhì)量是隨著發(fā)光二極管的生長過程緩慢變化的，因此整體的晶格質(zhì)量不會較差，避免了一個(gè)生長溫度同時(shí)兼顧晶格質(zhì)量和In的并入效率，對InGaN層的生長溫度設(shè)置要求較低，降低了工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種發(fā)光二極管的生長方法的流程圖；
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0032]實(shí)施例一
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的生長方法，參見圖1，該生長方法包括:
[0034]步驟100:對襯底進(jìn)行預(yù)處理。
[0035]可選地，襯底為藍(lán)寶石。
[0036]具體地，該步驟100可以包括:
[0037]在氫氣氣氛下，高溫處理襯底5_6min。其中，反應(yīng)室溫度為1000-1100°C，反應(yīng)室壓力控制在200-500torr。
[0038]步驟101:依次在襯底上生長低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層。
[0039]在本實(shí)施例中，米用Veeco K465i MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposit1n,金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀)設(shè)備實(shí)現(xiàn)LED的生長方法。采用高純112 (氫氣)或高純N2 (氮?dú)?或高純H2和高純N2的混合氣體作為載氣，高純NH3作為N源，三甲基鎵(TMGa)及三乙基鎵(TEGa)作為鎵源，三甲基銦(TMIn)作為銦源，硅烷(SiH4)作為N型摻雜劑，三甲基鋁(TMAl)作為鋁源，二茂鎂(CP2Mg)作為P型摻雜劑。反應(yīng)室壓力為100-600torr。
[0040]具體地，低溫緩沖層等生長在藍(lán)寶石的面上。
[0041]在本實(shí)施例中，低溫緩沖層可以為GaN層，厚度為20_45nm。生長低溫緩沖層時(shí)，反應(yīng)室溫度為530-560°C，反應(yīng)室壓力控制在300-500torr。
[0042]高溫緩沖層可以為不摻雜的GaN層，厚度為2_3.5um。生長高溫緩沖層時(shí)，反應(yīng)室溫度為1000-1100°C，反應(yīng)室壓力控制在300-600torr。
[0043]N型層可以為慘Si的GaN層，厚度為2_3um。生長N型層時(shí)，反應(yīng)室溫度為1000-1100°C，反應(yīng)室壓力控制在200-300torr。
[0044]步驟102:在N型層上交替生長高溫InGaN阱層和高溫GaN壘層，形成高溫有源層。
[0045]具體地，高溫InGaN阱層的生長溫度低于高溫GaN壘層的生長溫度。
[0046]可選地，高溫InGaN阱層的生長溫度可以為780_820°C，高溫GaN壘層的生長溫度可以為890-940°C。實(shí)驗(yàn)表明，若高溫InGaN阱層的生長溫度低于780°C，或者高溫GaN壘層的生長溫度低于890°C，則晶格質(zhì)量較差；若高溫InGaN阱層的生長溫度高于820°C，或者高溫GaN壘層的生長溫度高于940°C，則會影響In的并入效率，破壞量子阱。高溫InGaN阱層的生長溫度為780-820°C、以及高溫GaN壘層的生長溫度為890_940°C，既可以保證晶格質(zhì)量，也不會對In的并入效率影響過大。
[0047]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層的生長溫度可以為790_810°C，高溫GaN壘層的生長溫度可以為910-930°C，既保證晶格質(zhì)量，又不會影響In的并入效率。
[0048]可選地，高溫InGaN阱層的厚度可以為l_3nm，高溫GaN壘層的厚度可以為8-14nm。由于本發(fā)明中高溫InGaN阱層并不是發(fā)光阱，因此高溫InGaN阱層的厚度大于3nm并沒有實(shí)際意義，而且高溫InGaN阱層的厚度過大會影響電子進(jìn)入后面的發(fā)光阱中復(fù)合發(fā)光。若高溫GaN壘層的厚度小于8nm，則無法起到阻擋電子(即減少電子的溢出)的作用，降低了電子與空穴有效復(fù)合的幾率；若高溫GaN壘層的厚度大于14nm，則會起到過度阻擋電子的作用，同樣會降低電子與空穴有效復(fù)合的幾率。
[0049]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層的厚度可以為l_2nm，高溫GaN壘層的厚度可以為10-12nm，既起到阻擋電子的作用，又不會影響電子與空穴有效復(fù)合的幾率。
[0050]可選地，高溫InGaN阱層的層數(shù)可以為4-10，高溫GaN壘層的層數(shù)可以為4-10。實(shí)驗(yàn)表明，若高溫InGaN阱層的層數(shù)和高溫GaN壘層的層數(shù)小于4或者大于10時(shí)，會影響電子與空穴有效復(fù)合的幾率。
[0051]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層的層數(shù)可以為6_8，高溫GaN壘層的層數(shù)可以為6_8，保證電子與空穴有效復(fù)合的幾率。
[0052]步驟103:在高溫有源層上生長若干層低溫有源子層，形成低溫有源層。
[0053]其中，生長每層低溫有源子層，包括:
[0054]生長低溫InGaN阱層，低溫InGaN阱層的生長溫度低于高溫InGaN阱層的生長溫度；
[0055]開啟N源和In源，形成InN ；
[0056]關(guān)閉In源和開啟Ga源，形成GaN，并且之前形成的InN滲入GaN中生成低溫InGaN壘層，低溫InGaN壘層的生長溫度低于高溫GaN壘層的生長溫度；
[0057]開啟A1源，在低溫InGaN壘層上生長AlGaN壘層，AlGaN壘層的生長溫度低于高溫GaN壘層的生長溫度。
[0058]可以理解地，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層形成InGaN-AlGaN壘層。
[0059]具體地，生成低溫InGaN壘層時(shí)，可以先通入30s的NH3和少量的TMIn源并關(guān)掉TEGa源，形成InN。接著開啟TEGa源，關(guān)閉TMIn源，使In能夠滲入到GaN中以形成InGaN。生長AlGaN壘層時(shí)，再開啟TMA1源生長摻雜A1的GaN壘層。
[0060]更具體地，通入的NH3的流量可以為30-60L，通入的TMIn的流量可以為150-300sccm，通入的TMAL的流量可以為20_40sccm。
[0061]需要說明的是，先開啟N源和In源，形成InN，再關(guān)閉In源和開啟Ga源，形成GaN，之前形成的InN滲入GaN中生成的InGaN層，與同時(shí)開啟N源、In源、以及Ga源形成InGaN層不同，實(shí)驗(yàn)表明，之前形成的InN滲入GaN中生成InGaN層時(shí)，In可以自動且充分地滲入到GaN中，In在生成的InGaN中的比例很容易達(dá)到最優(yōu)值，生成的InGaN層中電子和空穴的復(fù)合幾率很高。
[0062]具體地，低溫InGaN阱層的生長溫度低于低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的生長溫度。
[0063]低溫InGaN阱層的生長溫度可以比高溫InGaN阱層的生長溫度低20_30°C，低溫InGaN壘層的生長溫度和AlGaN壘層的生長溫度可以比高溫GaN壘層的生長溫度低10-20。。。
[0064]高溫有源層和低溫有源層的總厚度為100_130nm。生長高溫有源層和低溫有源層時(shí)，反應(yīng)室的壓力可以為200torr。
[0065]可選地，低溫InGaN阱層的生長溫度可以為760_790°C，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的生長溫度可以為880-930°C。實(shí)驗(yàn)表明，若低溫InGaN阱層的生長溫度低于760°C或低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的生長溫度低于800°C，會影響晶格質(zhì)量，降低抗靜電能力；若低溫InGaN阱層的生長溫度高于790°C或者低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的生長溫度高于930°C，會嚴(yán)重影響In的并入效率，降低發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0066]優(yōu)選地，低溫InGaN阱層的生長溫度可以為780_790°C，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的生長溫度可以為900-920°C，可以同時(shí)保證晶格質(zhì)量和In的并入效率。
[0067]可選地，低溫InGaN阱層的厚度可以為2_3.5nm，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的厚度之和可以為8-10nm。低溫InGaN講層為發(fā)光講,若低溫InGaN講層的厚度小于2nm,會降低電子波函數(shù)和空穴波函數(shù)在空間的重疊，發(fā)光二極管的發(fā)光效率較低；若低溫InGaN阱層的厚度大于3.5nm，會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，導(dǎo)致嚴(yán)重的量子限制斯塔克效應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)光發(fā)光二極管的發(fā)光效率很低。
[0068]優(yōu)選地，低溫InGaN阱層的厚度可以為2_3nm，低溫InGaN壘層和AlGaN壘層的厚度之和可以為5-15nm。實(shí)驗(yàn)表明，低溫InGaN阱層的厚度為2_3nm，與量子壘層的厚度搭配較好，可以保證發(fā)光二極管的發(fā)光效率和光電性能(如抗靜電能力、反向擊穿電壓)。若低溫InGaN魚層和AlGaN魚層的厚度之和小于5nm,則不能有效的阻擋電子,造成電子溢出；若二低溫InGaN層和AlGaN魚層的厚度之和大于15nm,則會過于阻擋電子,影響電子穿過量子壘層在其它量子阱中復(fù)合發(fā)光。
[0069]可選地，低溫有源子層的層數(shù)可以為8-14。實(shí)驗(yàn)表明，若低溫有源子層的層數(shù)小于8，則電子可能會溢出發(fā)光阱與空穴產(chǎn)生非輻射復(fù)合，降低了電子與空穴有效復(fù)合的幾率；若低溫有源子層的層數(shù)大于14時(shí)，由于InGaN與AlGaN還是存在一定的晶格失配的，隨著周期數(shù)的增加，應(yīng)力很會隨之增加，隨著應(yīng)力的釋放，大量的位錯(cuò)缺陷隨即產(chǎn)生，會影響發(fā)光二極管的光電性能。
[0070]優(yōu)選地，低溫有源子層的層數(shù)可以為8-10，可以盡可能多地提高發(fā)光二極管的光電性能，同時(shí)不會產(chǎn)生位錯(cuò)缺陷等問題。
[0071]步驟104:在低溫有源層上生長P型層。
[0072]可選地，P型層可以包括低溫P型GaN層、以及依次層疊在低溫P型GaN層上的P型電子阻擋層、高溫P型GaN層。低溫P型GaN層、P型電子阻擋層、高溫P型GaN層均摻有Mg，P型電子阻擋層為AlyGaN層，y為0.15-0.25。低溫P型GaN層的厚度為40_70nm，P型電子阻擋層的厚度為30-50nm，高溫P型GaN層的厚度為80_120nm。
[0073]具體地，生長低溫P型GaN層時(shí)，反應(yīng)室溫度為750-780 °C，反應(yīng)室壓力控制在200-300torr。生長P型電子阻擋層時(shí)，反應(yīng)室溫度為920-970 °C，反應(yīng)室壓力控制在lOOtorr。生長高溫P型GaN層時(shí)，反應(yīng)室溫度為920-970 °C，反應(yīng)室壓力控制在200-300torro
[0074]步驟105:活化P型層。
[0075]具體地，該步驟105可以包括:
[0076]在氮?dú)鈿夥障?，持續(xù)處理P型層20_30min。其中，反應(yīng)室溫度為650_750°C。
[0077]需要說明的是，活化P型層時(shí)主要是活化P型層中摻雜的Mg，使Mg活化后產(chǎn)生更多的空穴，避免由于不活化而導(dǎo)致出現(xiàn)大功率芯片亮度低和電壓高的情況。
[0078]下面分別對第一樣品和第二樣品在相同的工藝條件下鍍120nm的IT0(IndiumTin Oxides,納米銦錫金屬氧化物)層，150nm的Cr/Pt/Au電極和50nm的S12保護(hù)層，并分別將處理后的第一樣品和第二樣品研磨切割成762 μ m*762 μ m(30mi*30mil)的芯粒和460ym*711ym(12mi*28mil)的芯粒。其中，第一樣品是采用有源層由InGaN層和GaN層交替生長形成的發(fā)光二極管的生長方法(InGaN層和GaN層的生長溫度固定不變)得到的，第二樣品是采用本實(shí)施例提供的發(fā)光二極管的生長方法得到的。
[0079]接著在處理后的第一樣品和第二樣品的相同位置各自挑選240顆晶粒，在相同的工藝條件下，封裝成白光LED。采用積分球分別在驅(qū)動電流350mA和120mA條件下測試來自于第一樣品的晶粒和來自于第二樣品的晶粒的光電性能。
[0080]結(jié)果顯示，兩種來自于第二樣品的晶粒與比來自于第一樣品的晶粒相比，光強(qiáng)分別在350mA和120mA驅(qū)動電流下提升了 6 %和5 %，并且壓降VF、反向擊穿電壓VR和抗靜電能力ESD等其它光電性能均沒有降低。
[0081]本發(fā)明實(shí)施例通過先形成生長溫度較高的高溫有源層，提高了反應(yīng)分子的遷移率，反應(yīng)迅速且充分，晶格質(zhì)量較好，提高了發(fā)光二極管的光電性能，再在晶格質(zhì)量較好的高溫有源層上形成生長溫度較低的低溫有源層，In不容易析出，盡可能地提高了 In的并入效率，提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率，由于晶格質(zhì)量是隨著發(fā)光二極管的生長過程緩慢變化的，因此整體的晶格質(zhì)量不會較差，避免了一個(gè)生長溫度同時(shí)兼顧晶格質(zhì)量和In的并入效率，對InGaN層的生長溫度設(shè)置要求較低，降低了工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)。而且，低溫有源層中的低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層屬于同質(zhì)，應(yīng)力較小，極化效應(yīng)小，因此生長到低溫InGaN壘層時(shí)的晶格質(zhì)量較好，然后再在低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層上生長屬于異質(zhì)的AlGaN壘層，由于晶格質(zhì)量是緩慢變化的，并且低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層具有一定的厚度，因此AlGaN壘層與低溫InGaN壘層之間不會造成較大的晶格失配和極化效應(yīng)，能有效地釋放應(yīng)力，電子和空穴在低溫InGaN阱層中的復(fù)合效率較高，有效提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。另外，AlGaN的禁帶寬度大于GaN，低溫有源層中的AlGaN壘層可以提高勢壘高度，減少電子溢出，增加了電子與空穴有效復(fù)合的幾率，進(jìn)一步提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0082]實(shí)施例二
[0083]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管米用如實(shí)施例一提供的發(fā)光二極管的生長方法得到的，參見圖2，該發(fā)光二極管包括襯底1、以及依次層疊在襯底1上的低溫緩沖層2、聞溫緩沖層3、N型層4、聞溫有源層5、低溫有源層6、P型層7。
[0084]在本實(shí)施例中，高溫有源層5由交替生長的高溫InGaN阱層51和高溫GaN壘層52形成。低溫有源層6由若干層低溫有源子層60形成，每層低溫有源子層60包括依次層疊的低溫InGaN阱層61、低溫InGaN壘層62、AlGaN壘層。低溫InGaN阱層61的生長溫度低于高溫InGaN阱層51的生長溫度，低溫InGaN壘層62是由先形成的InN滲入后形成的GaN中生成的，低溫InGaN壘層62的生長溫度和AlGaN壘層63的生長溫度均低于高溫GaN壘層52的生長溫度。
[0085]可選地，高溫InGaN阱層51的生長溫度可以為780_820°C，高溫GaN壘層52的生長溫度可以為890-940°C。
[0086]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層51的生長溫度可以為790_810°C，高溫GaN壘層52的生長溫度可以為910-930°C。
[0087]可選地，高溫InGaN阱層51的厚度可以為l_3nm，高溫GaN壘層52的厚度可以為
8-14nm。
[0088]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層51的厚度可以為l_2nm，高溫GaN壘層52的厚度可以為10_12nm。
[0089]可選地，高溫InGaN阱層51的層數(shù)可以為4_10，高溫GaN壘層52的層數(shù)可以為4-10。
[0090]優(yōu)選地，高溫InGaN阱層51的層數(shù)可以為6_8，高溫GaN壘層52的層數(shù)可以為6-8。
[0091]可選地，低溫InGaN阱層61的生長溫度可以為760_790°C，低溫InGaN壘層62和AlGaN壘層63的生長溫度可以為880_930°C。
[0092]優(yōu)選地，低溫InGaN阱層61的生長溫度可以為780_790°C，低溫InGaN壘層62和AlGaN壘層63的生長溫度可以為900_920°C。
[0093]可選地，低溫InGaN阱層61的厚度可以為2_3.5nm,低溫InGaN壘層62和AlGaN壘層63的厚度之和可以為8-10nm。
[0094]優(yōu)選地，低溫InGaN阱層61的厚度可以為2_3nm，低溫InGaN壘層62和AlGaN壘層63的厚度之和可以為5-15nm。
[0095]可選地，低溫有源子層60的層數(shù)可以為8-14。
[0096]優(yōu)選地，低溫有源子層60的層數(shù)可以為8-10。
[0097]本發(fā)明實(shí)施例通過先形成生長溫度較高的高溫有源層，提高了反應(yīng)分子的遷移率，反應(yīng)迅速且充分，晶格質(zhì)量較好，提高了發(fā)光二極管的光電性能，再在晶格質(zhì)量較好的高溫有源層上形成生長溫度較低的低溫有源層，In不容易析出，盡可能地提高了 In的并入效率，提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率，由于晶格質(zhì)量是隨著發(fā)光二極管的生長過程緩慢變化的，因此整體的晶格質(zhì)量不會較差，避免了一個(gè)生長溫度同時(shí)兼顧晶格質(zhì)量和In的并入效率，對InGaN層的生長溫度設(shè)置要求較低，降低了工藝難度和風(fēng)險(xiǎn)。而且，低溫有源層中的低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層屬于同質(zhì)，應(yīng)力較小，極化效應(yīng)小，因此生長到低溫InGaN壘層時(shí)的晶格質(zhì)量較好，然后再在低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層上生長屬于異質(zhì)的AlGaN壘層，由于晶格質(zhì)量是緩慢變化的，并且低溫InGaN阱層和低溫InGaN壘層具有一定的厚度，因此AlGaN壘層與低溫InGaN壘層之間不會造成較大的晶格失配和極化效應(yīng)，能有效地釋放應(yīng)力，電子和空穴在低溫InGaN阱層中的復(fù)合效率較高，有效提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。另外，AlGaN的禁帶寬度大于GaN，低溫有源層中的AlGaN壘層可以提高勢壘高度，減少電子溢出，增加了電子與空穴有效復(fù)合的幾率，進(jìn)一步提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0098]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管的生長方法，其特征在于，所述生長方法包括: 依次在襯底上生長低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層； 在所述N型層上交替生長高溫InGaN阱層和高溫GaN壘層，形成高溫有源層； 在所述高溫有源層上生長若干層低溫有源子層，形成低溫有源層； 在所述低溫有源層上生長P型層； 其中，生長每層所述低溫有源子層，包括: 生長低溫InGaN阱層，所述低溫InGaN阱層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度； 開啟N源和In源，形成InN ； 關(guān)閉In源并開啟Ga源，形成GaN，并且之前形成的InN滲入所述GaN中生成低溫InGaN壘層，所述低溫InGaN壘層的生長溫度低于所述高溫GaN壘層的生長溫度； 開啟Al源，在所述低溫InGaN壘層上生長AlGaN壘層，所述AlGaN壘層的生長溫度低于所述高溫GaN壘層的生長溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長方法，其特征在于，所述高溫InGaN阱層的生長溫度為780-8200C，所述高溫GaN壘層的生長溫度為890_940°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生長方法，其特征在于，所述高溫InGaN阱層的厚度為l_3nm,所述高溫GaN魚層的厚度為10_12nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生長方法，其特征在于，所述高溫InGaN阱層的層數(shù)為4-10，所述高溫GaN壘層的層數(shù)為4-10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生長方法，其特征在于，所述低溫InGaN阱層的生長溫度為760-790°C，所述低溫InGaN壘層和所述AlGaN壘層的生長溫度為880_930°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生長方法，其特征在于，所述低溫InGaN阱層的厚度為2-3.5nm，所述低溫InGaN壘層和所述AlGaN壘層的厚度之和為8-lOnm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生長方法，其特征在于，所述低溫有源子層的層數(shù)為8-14。
8.一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的低溫緩沖層、高溫緩沖層、N型層、P型層，其特征在于，在所述N型層和所述P型層之間依次生長高溫有源層、低溫有源層，所述高溫有源層由交替生長的高溫InGaN阱層和高溫GaN壘層形成，所述低溫有源層由若干層低溫有源子層形成，每層所述低溫有源子層包括依次層疊的低溫InGaN講層、低溫InGaN魚層、AlGaN魚層，所述低溫InGaN講層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度，所述低溫InGaN壘層是由先形成的InN滲入后形成的GaN中生成的，所述低溫InGaN壘層的生長溫度和所述AlGaN壘層的生長溫度均低于所述高溫GaN壘層的生長溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述高溫InGaN阱層的生長溫度為780-8200C，所述高溫GaN壘層的生長溫度為890_940°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述低溫InGaN阱層的生長溫度為760-790°C，所述低溫InGaN壘層和所述AlGaN壘層的生長溫度為880_930°C。
【文檔編號】H01L33/12GK104362237SQ201410542946
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】姚振, 從穎, 韓杰, 胡加輝, 魏世禎 申請人:華燦光電(蘇州）有限公司