。
[0083] 再升高溫度到850-950°C,反應(yīng)腔壓力維持在200-400mbar,通入50-90L/min的氮 氣、40-60L/min的氨氣、50-100sccm的TMGa源,持續(xù)生長(zhǎng) 50-100nm的P型AlGaN層,Al摻 雜濃度 1E+20-3E+20,Mg摻雜濃度 5E+18-1E+19。
[0084] 步驟208、生長(zhǎng)摻鎂的P型GaN層18。
[0085] 升高溫度到950-1000 °C,反應(yīng)腔壓力維持在200-600mbar,通入50-90L/min的氮 氣、40-60L/min的氨氣、50-100sccm的TMGa源,持續(xù)生長(zhǎng)100-300nm的摻鎂的P型GaN層, Mg摻雜濃度 1E+19-1E+20。
[0086] 步驟209、降溫、冷卻。
[0087] 降溫至700-800°C,單獨(dú)通入100_150L/min的氮?dú)?,保?0-30min,接著爐內(nèi)冷 卻。
[0088] 以下結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,但不作為對(duì)本申請(qǐng)的限定。
[0089] 實(shí)施例1 :
[0090] 結(jié)合圖3和圖4,其中,圖3為本發(fā)明LED外延生長(zhǎng)方法的流程圖,圖4是通過(guò)本發(fā) 明方法制得LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明運(yùn)用金屬化學(xué)氣相沉積法MOCVD來(lái)生長(zhǎng)高亮度 GaN基LED外延片。本發(fā)明采用高純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作為N源,金屬有機(jī)源三甲基鎵(TMGa)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IOOmbar到800mbar之間。具體生長(zhǎng)方式步驟如下:
[0091] 步驟301、氫氣氣氛下處理襯底41。
[0092] 本發(fā)明采用藍(lán)寶石Al2O3作為襯底基底,在溫度為在900-1100°C,反應(yīng)腔壓力維持 在100-200mbar的條件下,通入50-100L/min的氫氣處理藍(lán)寶石襯底5-10分鐘。
[0093] 步驟302、在襯底上生長(zhǎng)AlN層42。
[0094] 在溫度700-800°C、反應(yīng)腔壓力維持在100_300mbar的條件下,通入50-100L/min 的氫氣、50-100L/min的氨氣及100-200sccm的TMAl源,在所述襯底上生長(zhǎng)中溫AlN層,所 述中溫AlN層厚度為20-60nm。
[0095] 步驟303、在AlN層上生長(zhǎng)AlGaN層43。
[0096] 在溫度為800-900°C、反應(yīng)腔壓力維持在100_300mbar的條件下,通入50-100L/ min的氫氣、50-100L/min的氨氣、200-300sccm的TMGa源及 50-200sccm的TMAl,持續(xù) 30-60 分鐘生長(zhǎng)AlGaN層。對(duì)于生長(zhǎng)得到的AlGaN層為AlxGa(1-x)N層,其中,所述X取值為0-1, 所述AlGaN層厚度為3-5ym。
[0097] 步驟304、在AlGaN層上生長(zhǎng)摻雜Si的N型GaN層44。
[0098] 保持溫度在1000-1100 °C、反應(yīng)腔壓力維持在150-300mbar的條件下,通入 50-90L/min的氫氣、40-60L/min的氨氣、200-300sccm的TMGa源及 20-50sccm的SiH4 源, 持續(xù)40-50分鐘生長(zhǎng)摻雜Si的N型GaN,其中,Si摻雜濃度為5E+18至1E+19,得到所述摻 雜Si的N型GaN厚度為2-4ym。
[0099] 步驟305、在摻雜Si的N型GaN層上生長(zhǎng)有源層MQW45。
[0100] 所述有源層MQW包括周期生長(zhǎng)出的InGaN層451和GaN層452,其中,生長(zhǎng)有源層 MQW的具體步驟如下:
[0101] 維持反應(yīng)腔壓力為300-400mbar、溫度為700-750°C,通入50-90L/min的氮?dú)狻?40-60L/min的氨氣、10-50sccm的TMGa源及 1000-2000sccm的TMIn源,生長(zhǎng)摻雜In的 InGaN層,其中,
[0102] 所述11163~層為11?63(110層,所述1 = 〇.15-〇.25,111摻雜濃度比+2〇-3£+2〇, 所述InGaN層厚度為3-4nm;
[0103] 升溫至 800-850 °C,通入 50-90L/min的氮?dú)狻?0-60L/min的氨氣及 10-50sccm的 TMGa源,生長(zhǎng)GaN層,其中,所述GaN層厚度為10-15nm;
[0104] 之后,周期性交替生長(zhǎng)InGaN層和GaN層形成有源層MQW,周期數(shù)為10-15。
[0105] 所述有源層MQW45為L(zhǎng)ED芯片的發(fā)光層。
[0106] 步驟306、在有源層MQW上生長(zhǎng)P型AlGaN層46。
[0107] 在溫度為850-950°C、反應(yīng)腔壓力維持在200-400mbar的條件下,通入50-90L/ min的氮?dú)狻?0-60L/min的氨氣及50-100sccm的TMGa源,持續(xù)5-10分鐘生長(zhǎng)P型AlGaN 層,其中,所述P型AlGaN層厚度為50-100nm,Al摻雜濃度為1E+20-3E+20,Mg摻雜濃度為 5E+18-1E+19。
[0108] 步驟307、在P型AlGaN層上生長(zhǎng)摻鎂的P型GaN層47。
[0109] 在溫度為950-1000°C、維持反應(yīng)腔壓力在200-600mbar的條件下,通入50-90L/ min的氮?dú)狻?0-60L/min的氨氣及50-100sccm的TMGa源,持續(xù)20-30分鐘生長(zhǎng)摻鎂的P型 GaN層,其中,所述摻鎂的P型GaN層厚度為100-300nm,Mg摻雜濃度1E+19-1E+20。
[0110] 步驟308、降溫并在爐內(nèi)冷卻。
[0111] 最后,降溫至700-800°C,只通入100_150L/min的氮?dú)?,保?0-30min,之后在爐 內(nèi)冷卻得到LED外延層。
[0112] 本發(fā)明采用新的A1N、AlGaN材料取代原來(lái)的低溫GaN、2DGaN、3DGaN材料,采用新 的材料以及生長(zhǎng)工藝生長(zhǎng)獲得本發(fā)明的LED芯片,見圖4。因?yàn)锳lN和藍(lán)寶石基板Al2O3的 失配度約2%,GaN和藍(lán)寶石基板Al2O3晶格失配14%,利用AlN和藍(lán)寶石基板A1203晶格 失配以及AlGaN材料和AlN、GaN晶格失配小的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)減少晶格失配產(chǎn)生的位錯(cuò),降低外 延層位錯(cuò)密度,提高外延層晶體質(zhì)量,位錯(cuò)密度小。在LED器件在>2KV的靜電高壓下,提供 漏電通道減少,被擊穿的概率變小,抗靜電能力提升,同時(shí)LED器件的漏電減少、LED產(chǎn)品質(zhì) 量得到了提升。
[0113] 實(shí)施例2:
[0114] 本實(shí)施例中,使用傳統(tǒng)的LED的生長(zhǎng)方法制備4片樣品1,根據(jù)本專利描述的方法 制備4片樣品2 ;樣品2采用本發(fā)明提供的LED生長(zhǎng)方法制作獲得,樣品1和樣品2生長(zhǎng)方 法不同工藝處參見表I. 1、1. 2所示,除此外其它生長(zhǎng)步驟完全一樣,生長(zhǎng)完后取出在相同 的條件下測(cè)試外延片的XRD102面,測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)參見表2。
[0115] 表1. 1、采用傳統(tǒng)生長(zhǎng)方法獲得樣品步驟202、步驟203和步驟204工藝參數(shù)表
[0116]
[0117] 表1. 2、采用本發(fā)明生長(zhǎng)方法獲得樣品步驟302及步驟303工藝參數(shù)表
[0118]
[0119] 備注:seem是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際單位:具體是指1個(gè)大氣壓,25攝氏度下每分鐘1立 方厘米(lml/min)的流量。
[0120] 將樣品1和樣品2在相同的前工藝條件下鍍ITO層大約1500埃,相同的條件下鍍 Cr/Pt/Au電極大約2500埃,相同的條件下鍍保護(hù)層SiO2大約500埃,然后在相同的條件下 將樣品研磨切割成762ym*762ym(30mi*30mil)的芯片顆粒,然后樣品1和樣品2在相同 位置各自挑選100顆晶粒,在相同的封裝工藝下,封裝成白光LED。進(jìn)行下列測(cè)試光電性能 測(cè)試: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,測(cè)試 結(jié)果見表3所示。分別測(cè)試樣品1和樣品2抗靜電能力:在同一臺(tái)LED點(diǎn)測(cè)機(jī)對(duì)樣品分別 采用2KV、4KV、6KV和8KV脈沖進(jìn)行抗靜電測(cè)試,測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)參見表4。
[0121] 表3、樣品1和樣品2的LED測(cè)試機(jī)光電測(cè)試數(shù)據(jù)
[0122]
[0123] 表4、樣品1和樣品2的LED測(cè)試機(jī)抗靜電良率測(cè)試數(shù)據(jù)
[0124]
[0125] 通過(guò)上述