1.一種匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,依次包括:處理襯底、生長低溫GaN成核層、生長高溫GaN緩沖層、生長非摻雜u-GaN層、生長摻雜濃度穩(wěn)定的n-GaN層、生長多量子阱發(fā)光層、生長p型AlGaN層、生長高溫p型GaN層、生長InxGa1-xN:Zn/InxGa1-xN:Si接觸層、降溫冷卻,其中:
所述生長InxGa1-xN:Zn/InxGa1-xN:Si接觸層,進(jìn)一步為:
控制生長溫度為850℃-1050℃,生長壓力為100Torr-500Torr,通入300sccm-700sccm的TEGa、900sccm-1300sccm的TMIn、1000sccm-1500sccmDMZn及30000sccm-60000sccm的NH3,先生長厚度為1nm-20nm的摻雜Zn的InxGa1-xN層,X=0-1,其中,Zn摻雜濃度為1E17atoms/cm3-1E20atoms/cm3,In在In、Ga、N、Zn四種原子中所占的摩爾組分控制為3-30%,形成InxGa1-xN:Zn層;
在生長完InxGa1-xN:Zn層后,保持生長溫度和生長壓力不變,繼續(xù)通入300sccm-700sccm的TEGa、900sccm-1300sccm的TMIn、30000sccm-60000sccm的NH3及800sccm-1300sccm SiH4,接著生長厚度為1nm-10nm的摻雜Si的InxGa1-xN層,X=0-1,其中,Si的摻雜濃度為1E19atoms/cm3-1E22atoms/cm3,In在In、Ga、N、Si四種原子中所占的摩爾組分控制為3-30%,形成InxGa1-xN:Si層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述處理襯底,進(jìn)一步為:
在1050℃-1150℃的H2氣氛下,將藍(lán)寶石進(jìn)行退火處理并清潔襯底表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長低溫GaN成核層,進(jìn)一步為:
降溫至500℃-620℃,通入NH3和TMGa,保持反應(yīng)腔壓力400mbar-650mbar,在藍(lán)寶石襯底上生長厚度為20nm-40nm的低溫GaN成核層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長高溫GaN緩沖層,進(jìn)一步為:
在低溫GaN成核層,停止通入TMGa,進(jìn)行原位退火處理,退火溫度升高至1000℃-1100℃,退火時(shí)間為5min-10min;
退火完成之后,將溫度調(diào)節(jié)至900℃-1050℃,繼續(xù)通入TMGa,外延生長厚度為0.2μm-1μm的高溫GaN緩沖層,生長壓力為400Torr-650Torr。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長非摻雜u-GaN層,進(jìn)一步為:
在高溫GaN緩沖層生長結(jié)束后,通入NH3和TMGa,升高溫度到1050℃-1200℃,保持反應(yīng)腔壓力100Torr-500Torr,持續(xù)生長厚度為1μm-3μm的非摻雜u-GaN層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長摻雜濃度穩(wěn)定的n-GaN層,進(jìn)一步為:
在非摻雜u-GaN層生長結(jié)束后,通入NH3、TMGa和SiH4,生長一層摻雜濃度穩(wěn)定的n-GaN層,生長厚度為2μm-4μm,生長溫度為1050-1200℃,生長壓力為100-600Torr,Si摻雜濃度為8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長多量子阱發(fā)光層,進(jìn)一步為:
在摻雜濃度穩(wěn)定的n-GaN層生長結(jié)束后,降低溫度至700℃-800℃,保持反應(yīng)腔壓力100mbar-500mbar,生長厚度為2nm-5nm的InyGa(1-y)N阱層,y=0.1-0.3,
升高溫度達(dá)到800℃-950℃,生長壓力為100mbar-500mbar,生長厚度為8nm-15nm的GaN磊層,在GaN磊層摻雜Si,Si摻雜濃度為8E16atoms/cm3-6E17atoms/cm3;
交替生長所述InyGa(1-y)N阱層和所述GaN磊層,生長周期為5-15,形成InyGa(1-y)N/GaN發(fā)光層,
生長過程中所用的三種MO源為TEGa、TMIn及SiH4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長p型AlGaN層,進(jìn)一步為:
在多量子阱發(fā)光層生長完成后,保持反應(yīng)腔壓力20Torr-200Torr、升高溫度至900℃-1100℃,持續(xù)生長摻雜Al和Mg的厚度為50nm-200nm的p型AlGaN層,其中:
Al在Al、Ga、N、Mg四種原子中所占的摩爾組分為10%-30%,Mg摻雜濃度為1E18atoms/cm3-1E21atoms/cm3,
生長過程中通入的三種MO源為TMAl、TMGa和CP2Mg。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述生長高溫p型GaN層,進(jìn)一步為:
p型AlGaN層生長完成后,保持反應(yīng)腔壓力100Torr-500Torr、溫度850℃-1000℃,持續(xù)生長厚度為100nm-800nm的摻Mg的高溫p型GaN層,其中:
Mg摻雜濃度為1E18atoms/cm3-1E21atoms/cm3,通入的MO源為TMGa和CP2Mg。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述匹配AZO薄膜的LED外延生長方法,其特征在于,
所述降溫冷卻,進(jìn)一步為:將反應(yīng)腔降溫至650℃-800℃,采用純氮?dú)夥諊M(jìn)行退火處理5min-10min,然后將至室溫,結(jié)束生長。