本申請(qǐng)涉及l(fā)ed外延設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種led外延生長(zhǎng)方法。

背景技術(shù)：

目前l(fā)ed(lightemittingdiode，發(fā)光二極管)是一種固體照明，體積小、耗電量低使用壽命長(zhǎng)高亮度、環(huán)保、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者認(rèn)可，國內(nèi)生產(chǎn)led的規(guī)模也在逐步擴(kuò)大；市場(chǎng)上對(duì)led亮度和光效的需求與日俱增，客戶關(guān)注的是led更省電，亮度更高、光效更好，這就為led外延生長(zhǎng)提出了更高的要求；如何生長(zhǎng)更好的外延片日益受到重視，因?yàn)橥庋訉泳w質(zhì)量的提高，led器件的性能可以得到提升，led的發(fā)光效率、壽命、抗老化能力、抗靜電能力、穩(wěn)定性會(huì)隨著外延層晶體質(zhì)量的提升而提升。

目前，led市場(chǎng)上現(xiàn)在要求led芯片驅(qū)動(dòng)電壓低，特別是大電流下驅(qū)動(dòng)電壓越小越好、光效越高越好；led市場(chǎng)價(jià)值的體現(xiàn)為(光效)/單價(jià)，光效越好，價(jià)格越高，所以led高光效一直是led廠家和院校led研究所所追求的目標(biāo)。

因此，如何通過led外延生長(zhǎng)提高led的發(fā)光效率成為現(xiàn)階段亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題是提供了一種led外延生長(zhǎng)方法，把傳統(tǒng)的n型gan層，設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n型gan層結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)發(fā)光輻射效率，提高led的發(fā)光效率。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)有如下技術(shù)方案：

一種led外延生長(zhǎng)方法，其特征在于，依次包括：處理襯底、生長(zhǎng)低溫成核層gan、生長(zhǎng)高溫gan緩沖層、生長(zhǎng)非摻雜u-gan層、生長(zhǎng)變氣氛n-gan層、生長(zhǎng)發(fā)光層、生長(zhǎng)p型algan層、生長(zhǎng)p型gan層、生長(zhǎng)p型gan接觸層、降溫冷卻，

其中，所述變氣氛n-gan層包括n2氣氛n型gan層、h2氣氛n型gan層和n2和h2混合氣氛n型gan層；

所述生長(zhǎng)變氣氛n-gan層為：

通入n2和sih4，在n2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為1000℃至1200℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至700℃至900℃，通入h2和sih4，在h2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為700℃至900℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的h2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至500℃至700℃，通入n2、h2和sih4，在n2和h2的混合氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為500℃至700℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2和h2混合氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³。

其中，生長(zhǎng)所述n2氣氛n型gan層、生長(zhǎng)所述h2氣氛n型gan層和生長(zhǎng)所述n2和h2混合氣氛n型gan層通入的mo源為tmga。

可選地，其中：

所述處理襯底，具體為：將藍(lán)寶石襯底在h2氣氛里進(jìn)行退火，清潔襯底表面，溫度為1050℃至1150℃。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)低溫成核層gan和生長(zhǎng)高溫gan緩沖層，具體為：

降低溫度至500℃至620℃，保持反應(yīng)腔壓力400torr至650torr，通入nh3和tmga，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為20nm至40nm的低溫成核層gan；

停止通入tmga，進(jìn)行原位退火處理，退火溫度升高至1000℃至1100℃，退火時(shí)間為5min至10min；

退火之后，將溫度調(diào)節(jié)至900℃至1050℃，繼續(xù)通入tmga，外延生長(zhǎng)厚度為0.2μm至1μm的高溫gan緩沖層，生長(zhǎng)壓力控制在400torr-650torr。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)非摻雜u-gan層，具體為：

升高溫度到1050℃至1200℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr-500torr，通入nh3和tmga，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為1μm至3μm的非摻雜u-gan層。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)發(fā)光層，具體為：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度700℃至800℃，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)摻雜in的厚度為2nm至5nm的量子阱層inyga(1-y)n，y＝0.1至0.3；

接著升高溫度至800℃至950℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)厚度為8nm至15nm的壘層gan，壘層gan進(jìn)行si摻雜，si摻雜濃度為8e16atoms/cm³至6e17atoms/cm³；

重復(fù)inyga(1-y)n的生長(zhǎng)，然后重復(fù)gan的生長(zhǎng)，交替生長(zhǎng)inyga(1-y)n/gan發(fā)光層，控制周期數(shù)為5至15個(gè)。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)p型algan層，具體為：

保持反應(yīng)腔壓力20torr至200torr、溫度900℃至1100℃，通入mo源為tmal、tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為50nm至200nm的p型algan層，生長(zhǎng)時(shí)間為3min至10min，al的摩爾組分為10％至30％，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)p型gan層，具體為：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1000℃，通入mo源為tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為100nm至800nm的p型gan層，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

可選地，其中：

所述生長(zhǎng)p型gan接觸層，具體為：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1050℃，通入mo源為tega和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為5nm至20nm的摻雜mg的p型gan接觸層，mg摻雜濃度1e19atoms/cm³-1e22atoms/cm³。

可選地，其中：

所述降溫冷卻，具體為：

外延生長(zhǎng)結(jié)束后，將反應(yīng)時(shí)的溫度降至650℃至800℃，采用純n2氛圍進(jìn)行退火處理5min至10min，然后降至室溫，結(jié)束生長(zhǎng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)所述的方法，達(dá)到了如下效果：

第一、本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法，與傳統(tǒng)方法相比，把傳統(tǒng)的n型gan層，設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n型gan層結(jié)構(gòu)，目的是在最靠近量子阱的區(qū)域，先通過高溫生長(zhǎng)n型gan層，能提供較多空穴進(jìn)入量子阱區(qū)域，同時(shí)n2氣氛下，原子較難達(dá)到襯底表面反應(yīng)，橫向生長(zhǎng)受到抑制，能形成較粗的界面，更有利于量子阱的反射出光。接著低溫h2氣氛生長(zhǎng)n型gan層，加快橫向生長(zhǎng)，填補(bǔ)高溫n2氣氛生長(zhǎng)的pits缺陷。最后通過低溫n2/h2混合氣體生長(zhǎng)n型gan層，使得電子向p型泄露的難度逐漸增大，能更好的抑制電子泄露出量子阱發(fā)光區(qū)，還能有效推動(dòng)空穴注入量子阱發(fā)光區(qū)，提升量子阱發(fā)光區(qū)的電子空穴對(duì)，增強(qiáng)發(fā)光輻射效率，提高led的發(fā)光效率。

第二、本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法，有利于提高大尺寸芯片的亮度，并降低了驅(qū)動(dòng)電壓。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明中l(wèi)ed外延層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為對(duì)比實(shí)施例中l(wèi)ed外延層的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、基板，2、緩沖層gan，3、u-gan層，4、變氣氛n-gan層，4.1、n2氣氛n型gan層，4.2、h2氣氛n型gan層，4.3、n2和h2混合氣氛n型gan層，5、發(fā)光層，6、p型algan層，7p型gan層，8、p型gan接觸層；9、傳統(tǒng)n-gan層。

具體實(shí)施方式

如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本申請(qǐng)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明本申請(qǐng)的一般原則為目的，并非用以限定本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。

實(shí)施例1

本發(fā)明運(yùn)用veecomocvd來生長(zhǎng)高亮度gan基led外延片。采用高純h2或高純n2或高純h2和高純n2的混合氣體作為載氣，高純nh3(nh3純度99.999％)為n源，金屬有機(jī)源三甲基鎵(tmga)和金屬有機(jī)緣三乙基鎵(tega)作為鎵源，三甲基銦(tmin)作為銦源，n型摻雜劑為硅烷(sih4)，三甲基鋁(tmal)作為鋁源，p型摻雜劑為二茂鎂(cp2mg)，襯底為(0001)面藍(lán)寶石，反應(yīng)壓力在100torr到1000torr之間。具體生長(zhǎng)方式如下：

圖1為本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法的流程圖，從圖1可看出本申請(qǐng)led外延生長(zhǎng)方法，依次包括：處理襯底、生長(zhǎng)低溫成核層gan、生長(zhǎng)高溫gan緩沖層、生長(zhǎng)非摻雜u-gan層、生長(zhǎng)變氣氛n-gan層、生長(zhǎng)發(fā)光層、生長(zhǎng)p型algan層、生長(zhǎng)p型gan層、生長(zhǎng)p型gan接觸層、降溫冷卻，

其中，所述變氣氛n-gan層包括n2氣氛n型gan層、h2氣氛n型gan層和n2和h2混合氣氛n型gan層；

所述生長(zhǎng)變氣氛n-gan層為：

通入n2和sih4，在n2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為1000℃至1200℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至700℃至900℃，通入h2和sih4，在h2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為700℃至900℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的h2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至500℃至700℃，通入n2、h2和sih4，在n2和h2的混合氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為500℃至700℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2和h2混合氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³。

其中，生長(zhǎng)所述n2氣氛n型gan層、生長(zhǎng)所述h2氣氛n型gan層和生長(zhǎng)所述n2和h2混合氣氛n型gan層通入的mo源為tmga。

本發(fā)明上述led外延生長(zhǎng)方法，與傳統(tǒng)方法相比，把傳統(tǒng)的n型gan層，設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n型gan層結(jié)構(gòu)，目的是在最靠近量子阱的區(qū)域，先通過高溫生長(zhǎng)n型gan層，能提供較多空穴進(jìn)入量子阱區(qū)域，同時(shí)n2氣氛下，原子較難達(dá)到襯底表面反應(yīng)，橫向生長(zhǎng)受到抑制，能形成較粗的界面，更有利于量子阱的反射出光。接著低溫h2氣氛生長(zhǎng)n型gan層，加快橫向生長(zhǎng)，填補(bǔ)高溫n2氣氛生長(zhǎng)的pits缺陷。最后通過低溫n2/h2混合氣體生長(zhǎng)n型gan層，使得電子向p型泄露的難度逐漸增大，能更好的抑制電子泄露出量子阱發(fā)光區(qū)，還能有效推動(dòng)空穴注入量子阱發(fā)光區(qū)，提升量子阱發(fā)光區(qū)的電子空穴對(duì)，增強(qiáng)發(fā)光輻射效率，提高led的發(fā)光效率。

實(shí)施例2

以下提供本發(fā)明的led外延生長(zhǎng)方法的應(yīng)用實(shí)施例，其外延結(jié)構(gòu)參見圖2，圖2為本發(fā)明中l(wèi)ed外延層的結(jié)構(gòu)示意圖，生長(zhǎng)方法參見圖1。本申請(qǐng)運(yùn)用veecomocvd來生長(zhǎng)高亮度gan基led外延片。采用高純h2或高純n2或高純h2和高純n2的混合氣體作為載氣，高純nh3(nh3純度99.999％)為n源，金屬有機(jī)源三甲基鎵(tmga)和金屬有機(jī)緣三乙基鎵(tega)作為鎵源，三甲基銦(tmin)作為銦源，n型摻雜劑為硅烷(sih4)，三甲基鋁(tmal)作為鋁源，p型摻雜劑為二茂鎂(cp2mg)，襯底為(0001)面藍(lán)寶石，反應(yīng)壓力在100torr到1000torr之間。具體生長(zhǎng)方式如下：

步驟101、處理襯底：

將藍(lán)寶石襯底在氫氣氣氛里進(jìn)行退火，清潔襯底表面，溫度為1050℃至1150℃。

步驟102、生長(zhǎng)低溫成核層gan：

降低溫度至500℃至620℃，保持反應(yīng)腔壓力400torr至650torr，通入nh3和tmga，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為20nm至40nm的低溫成核層gan。

步驟103，生長(zhǎng)高溫gan緩沖層：

停止通入tmga，進(jìn)行原位退火處理，退火溫度升高至1000℃至1100℃，退火時(shí)間為5min至10min；

退火之后，將溫度調(diào)節(jié)至900℃至1050℃，繼續(xù)通入tmga，外延生長(zhǎng)厚度為0.2μm至1μm的高溫gan緩沖層，生長(zhǎng)壓力控制在400torr-650torr。

步驟104、生長(zhǎng)非摻雜u-gan層：

升高溫度到1050℃至1200℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr-500torr，通入nh3和tmga，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為1μm至3μm的非摻雜u-gan層。

步驟105、生長(zhǎng)變氣氛n-gan層：

通入n2和sih4，在n2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為1000℃至1200℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至700℃至900℃，通入h2和sih4，在h2氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為700℃至900℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的h2氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³；

降低溫度至500℃至700℃，通入n2、h2和sih4，在n2和h2的混合氣氛下，保持生長(zhǎng)溫度為500℃至700℃，保持生長(zhǎng)壓力為100torr至500torr，生長(zhǎng)厚度為10nm至100nm的n2和h2混合氣氛n型gan層，si摻雜濃度為1e18atoms/cm³至1e21atoms/cm³。

其中，生長(zhǎng)所述n2氣氛n型gan層、生長(zhǎng)所述h2氣氛n型gan層和生長(zhǎng)所述n2和h2混合氣氛n型gan層通入的mo源為tmga。

本申請(qǐng)中，1e18代表1乘以10的18次方也就是1*10¹⁸，以此類推，atoms/cm³為摻雜濃度單位，下同。

步驟106、生長(zhǎng)發(fā)光層：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度700℃至800℃，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)摻雜in的厚度為2nm至5nm的量子阱層inyga(1-y)n，y＝0.1至0.3；

接著升高溫度至800℃至950℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)厚度為8nm至15nm的壘層gan，壘層gan進(jìn)行si摻雜，si摻雜濃度為8e16atoms/cm³至6e17atoms/cm³；

重復(fù)inyga(1-y)n的生長(zhǎng)，然后重復(fù)gan的生長(zhǎng)，交替生長(zhǎng)inyga(1-y)n/gan發(fā)光層，控制周期數(shù)為5至15個(gè)。

步驟107、生長(zhǎng)p型algan層：

保持反應(yīng)腔壓力20torr至200torr、溫度900℃至1100℃，通入mo源為tmal、tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為50nm至200nm的p型algan層，生長(zhǎng)時(shí)間為3min至10min，al的摩爾組分為10％至30％，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

步驟108、生長(zhǎng)p型gan層：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1000℃，通入mo源為tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為100nm至800nm的p型gan層，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

步驟109、生長(zhǎng)p型gan接觸層：

保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1050℃，通入mo源為tega和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為5nm至20nm的摻雜mg的p型gan接觸層，mg摻雜濃度1e19atoms/cm³-1e22atoms/cm³。

步驟110、降溫冷卻：

外延生長(zhǎng)結(jié)束后，將反應(yīng)時(shí)的溫度降至650℃至800℃，采用純n2氛圍進(jìn)行退火處理5min至10min，然后降至室溫，結(jié)束生長(zhǎng)。

外延結(jié)構(gòu)經(jīng)過清洗、沉積、光刻和刻蝕等后續(xù)半導(dǎo)體加工工藝制成單顆小尺寸芯片。

與傳統(tǒng)方法相比，本申請(qǐng)led外延生長(zhǎng)方法的步驟105中，把傳統(tǒng)的n型gan層，設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n型gan層結(jié)構(gòu)，目的是在最靠近量子阱的區(qū)域，先通過高溫生長(zhǎng)n型gan層，能提供較多空穴進(jìn)入量子阱區(qū)域，同時(shí)n2氣氛下，原子較難達(dá)到襯底表面反應(yīng)，橫向生長(zhǎng)受到抑制，能形成較粗的界面，更有利于量子阱的反射出光。接著低溫h2氣氛生長(zhǎng)n型gan層，加快橫向生長(zhǎng)，填補(bǔ)高溫n2氣氛生長(zhǎng)的pits缺陷。最后通過低溫n2/h2混合氣體生長(zhǎng)n型gan層，使得電子向p型泄露的難度逐漸增大，能更好的抑制電子泄露出量子阱發(fā)光區(qū)，還能有效推動(dòng)空穴注入量子阱發(fā)光區(qū)，提升量子阱發(fā)光區(qū)的電子空穴對(duì)，增強(qiáng)發(fā)光輻射效率，提高led的發(fā)光效率。

實(shí)施例3

以下提供一種常規(guī)led外延生長(zhǎng)方法作為本發(fā)明的對(duì)比實(shí)施例，圖3為對(duì)比實(shí)施例中l(wèi)ed外延層的結(jié)構(gòu)示意圖。

常規(guī)led外延的生長(zhǎng)方法為(外延層結(jié)構(gòu)參見圖3)：

1、將藍(lán)寶石襯底在氫氣氣氛里進(jìn)行退火，清潔襯底表面，溫度為1050℃至1150℃。

2、降低溫度至500℃至620℃，保持反應(yīng)腔壓力400torr至650torr，通入nh3和tmga，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為20nm至40nm的低溫成核層gan。

3、停止通入tmga，進(jìn)行原位退火處理，退火溫度升高至1000℃至1100℃，退火時(shí)間為5min至10min；退火之后，將溫度調(diào)節(jié)至900℃至1050℃，繼續(xù)通入tmga，外延生長(zhǎng)厚度為0.2μm至1μm的高溫gan緩沖層，生長(zhǎng)壓力控制在400torr-650torr。

4、保升高溫度到1050℃至1200℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr-500torr，通入nh3和tmga，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為1μm至3μm的非摻雜u-gan層。

5、保持反應(yīng)腔溫度為1050℃至1200℃，保持反應(yīng)腔壓力為100torr-600torr，通入nh3、tmga和sih4，持續(xù)生長(zhǎng)一層摻雜濃度穩(wěn)定的、厚度為2μm至4μm摻雜si的n-gan層，其中，si摻雜濃度為8e18atoms/cm³-2e19atoms/cm³。

6、保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度700℃至800℃，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)摻雜in的厚度為2nm至5nm的量子阱層inyga(1-y)n，y＝0.1至0.3；

接著升高溫度至800℃至950℃，保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr，所用mo源為tega、tmin和sih4，生長(zhǎng)厚度為8nm至15nm的壘層gan，壘層gan進(jìn)行si摻雜，si摻雜濃度為8e16atoms/cm³至6e17atoms/cm³；

重復(fù)inyga(1-y)n的生長(zhǎng)，然后重復(fù)gan的生長(zhǎng)，交替生長(zhǎng)inyga(1-y)n/gan發(fā)光層，控制周期數(shù)為5至15個(gè)。

7、保持反應(yīng)腔壓力20torr至200torr、溫度900℃至1100℃，通入mo源為tmal、tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為50nm至200nm的p型algan層，生長(zhǎng)時(shí)間為3min至10min，al的摩爾組分為10％至30％，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

8、保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1000℃，通入mo源為tmga和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為100nm至800nm的p型gan層，mg摻雜濃度1e18atoms/cm³-1e21atoms/cm³。

9、保持反應(yīng)腔壓力100torr至500torr、溫度850℃至1050℃，通入mo源為tega和cp2mg，持續(xù)生長(zhǎng)厚度為5nm至20nm的摻雜mg的p型gan接觸層，mg摻雜濃度1e19atoms/cm³-1e22atoms/cm³。

10、外延生長(zhǎng)結(jié)束后，將反應(yīng)時(shí)的溫度降至650℃至800℃，采用純氮?dú)夥諊M(jìn)行退火處理5min至10min，然后降至室溫，結(jié)束生長(zhǎng)。

外延結(jié)構(gòu)經(jīng)過清洗、沉積、光刻和刻蝕等后續(xù)半導(dǎo)體加工工藝制成單顆小尺寸芯片。

在同一機(jī)臺(tái)上，根據(jù)常規(guī)的led的生長(zhǎng)方法(對(duì)比實(shí)施例的方法)制備樣品1，根據(jù)本專利描述的方法制備樣品2；樣品1和樣品2外延生長(zhǎng)方法參數(shù)不同點(diǎn)在于把傳統(tǒng)的n型gan層設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n-gan層結(jié)構(gòu)，其它外延生長(zhǎng)條件完全一樣，請(qǐng)參考表1。

樣品1和樣品2在相同的前工藝條件下鍍ito層約150nm，相同的條件下鍍cr/pt/au電極約70nm，相同的條件下鍍保護(hù)層sio2約30nm，然后在相同的條件下將樣品研磨切割成762μm*762μm(30mil*30mil)的芯片顆粒，然后樣品1和樣品2在相同位置各自挑選150顆晶粒，在相同的封裝工藝下，封裝成白光led。然后采用積分球在驅(qū)動(dòng)電流350ma條件下測(cè)試樣品1和樣品2的光電性能。在同一臺(tái)led點(diǎn)測(cè)機(jī)在驅(qū)動(dòng)電流350ma條件下測(cè)試樣品1和樣品2的光電性能，參見表2。

表1為樣品1和樣品2的生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)比表，表2為樣品1和樣品2的led測(cè)試機(jī)光電測(cè)試數(shù)據(jù)。

表1樣品1和樣品2生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)比表

表2樣品1和樣品2led測(cè)試機(jī)光電測(cè)試數(shù)據(jù)

表1中，樣品1采用傳統(tǒng)生長(zhǎng)方式生長(zhǎng)，生長(zhǎng)傳統(tǒng)n-gan層；樣品2采用本專利生長(zhǎng)方式，將傳統(tǒng)n-gan層替換為變氣氛n-gan層包括n2氣氛n型gan層、h2氣氛n型gan層和n2和h2混合氣氛n型gan層，生長(zhǎng)溫度分別為1200℃、700℃和500℃。

將積分球獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，從表2數(shù)據(jù)得出樣品2較樣品1亮度從490mw左右增加至525mw，樣品2較樣品1驅(qū)動(dòng)電壓從3.35v降低至3.10v。。因此可得出以下結(jié)論：

本專利提供的生長(zhǎng)方法提高了大尺寸芯片的亮度，降低了驅(qū)動(dòng)電壓。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了本專利的方案能顯著提升led發(fā)光效率的可行性。

通過以上各實(shí)施例可知，本申請(qǐng)存在的有益效果是：

第一、本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法，與傳統(tǒng)方法相比，把傳統(tǒng)的n型gan層，設(shè)計(jì)為高溫n2氣氛n型gan層、低溫h2氣氛n型gan層和低溫n2和h2混合氣氛n型gan層的變氣氛n型gan層結(jié)構(gòu)，目的是在最靠近量子阱的區(qū)域，先通過高溫生長(zhǎng)n型gan層，能提供較多空穴進(jìn)入量子阱區(qū)域，同時(shí)n2氣氛下，原子較難達(dá)到襯底表面反應(yīng)，橫向生長(zhǎng)受到抑制，能形成較粗的界面，更有利于量子阱的反射出光。接著低溫h2氣氛生長(zhǎng)n型gan層，加快橫向生長(zhǎng)，填補(bǔ)高溫n2氣氛生長(zhǎng)的pits缺陷。最后通過低溫n2/h2混合氣體生長(zhǎng)n型gan層，使得電子向p型泄露的難度逐漸增大，能更好的抑制電子泄露出量子阱發(fā)光區(qū)，還能有效推動(dòng)空穴注入量子阱發(fā)光區(qū)，提升量子阱發(fā)光區(qū)的電子空穴對(duì)，增強(qiáng)發(fā)光輻射效率，提高led的發(fā)光效率。

第二、本發(fā)明led外延生長(zhǎng)方法，有利于提高大尺寸芯片的亮度，并降低了驅(qū)動(dòng)電壓。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、裝置、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

上述說明示出并描述了本申請(qǐng)的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請(qǐng)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。