的對比實(shí)施例，能夠得出以下的結(jié)論：從表2顯示出采用本發(fā)明的技術(shù) 制作的樣品XRD102面數(shù)值變小，其表征了采用發(fā)明的技術(shù)制作出的樣品外延層的晶體質(zhì) 量較優(yōu)，明顯好于傳統(tǒng)技術(shù)手段制得的LED芯片。表3顯示出了通過本發(fā)明的技術(shù)手段制 作的樣品LED器件漏電性能較傳統(tǒng)手段制得的LED芯片得到明顯的改善，這是因?yàn)楸景l(fā)明 的技術(shù)手段減少了外延層的位錯，從而減少了漏電通道。表4顯示出了本發(fā)明的技術(shù)方案 制作得到的樣品LED抗靜電能力較好，隨著電壓的增加，抗靜電能力雖有下降但幅度變小， 表征了本發(fā)明制作的樣品抗靜電能力相對于傳統(tǒng)手段獲得的LED芯片有較大的提升。
[0126] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請所述的LED外延生長方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0127] (1)本專利發(fā)明采用新的AlN、AlGaN材料，采用了新的材料以及生長工藝，通過本 方案的外延方法，制得新型的LED芯片。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%。相對于傳統(tǒng)技術(shù)的原來的低溫GaN、2DGaN、3DGaN材料， 本發(fā)明利用AlN和藍(lán)寶石基板A1203晶格失配小以及AlGaN材料和AlN、GaN晶格失配小的 優(yōu)點(diǎn)，通過減少晶格失配產(chǎn)生的位錯，降低外延層位錯密度，提高外延層晶體質(zhì)量。
[0128] (2)又由于外延層位錯密度小，本發(fā)明制得的LED器件在>2KV的靜電高壓下，提供 漏電通道減少，被擊穿的概率就相應(yīng)地變小，由此提升了抗靜電能力。該方法制得的LED器 件的漏電減少、抗靜電能力提升，相應(yīng)地就提升了LED的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0129] 上述說明示出并描述了本申請的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請 并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述申請構(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 進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應(yīng)在本申 請所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種LED外延生長方法，所述LED芯片是通過對基板進(jìn)行處理得到的，所述基板包 括：襯底，位于所述襯底之上的緩沖層，位于所述緩沖層之上的N型GaN層，位于所述N型 GaN層之上的發(fā)光層以及位于所述發(fā)光層之上的P型GaN層，其特征在于，所述方法： 在氫氣氣氛、溫度為900-1100°C下處理襯底； 通入氫氣、氨氣及TMl源，在所述襯底上生長AlN層； 通入氫氣、氨氣、TMGa源及TMAl，在所述AlN層上生長AlGaN層； 通入氫氣、氨氣、TMGa源及SiH4源，在所述AlGaN層上生長摻雜Si的N型GaN層； 在所述摻雜Si的N型GaN層上生長發(fā)光層，所述發(fā)光層為有源層MQW ; 在所述有源層MQW上生長P型AlGaN層； 在所述P型AlGaN層上生長摻鎂的P型GaN層；及 降溫并在爐內(nèi)冷卻。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述襯底為藍(lán)寶石Al 203襯 底，所述在溫度為900-1KKTC、氫氣氣氛下高溫處理襯底5-10分鐘，進(jìn)一步包括： 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。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述通入氫氣、氨氣及TMl 源，在所述襯底上生長AlN層，進(jìn)一步包括： 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，在所述襯底上生長中溫AlN層，所述中 溫AlN層厚度為20-60nm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述通入氫氣、氨氣、TMGa 源及TMAl，在所述AlN層上生長AlGaN層，進(jìn)一步包括： 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AlGaN層。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述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3-5 y m。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述通入氫氣、氨氣、TMGa 源及SiH4源，在所述AlGaN層上生長摻雜Si的N型GaN層，進(jìn)一步包括： 保持溫度在1000-1 l〇〇°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 分鐘生長摻雜Si的N型GaN，其中，Si摻雜濃度為5E+18至1E+19,所述摻雜Si的N型GaN 厚度為2-4 ym。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述有源層MQW包括周期生 長出的InGaN層和GaN層，其中， 所述在所述摻雜Si的N型GaN層上生長有源層MQW，進(jìn)一步包括： 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?0-60L/ min 的氨氣、10-50sccm 的 TMGa 源及 1000-2000sccm 的 TMIn 源，生長摻雜 In 的 InGaN 層， 其中， 所述 InGaN 層為 InxGa (1-x) N 層，所述 x = 0? 15-0. 25, In 摻雜濃度 1E+20-3E+20,所 述InGaN層厚度為3-4nm ; 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GaN層，其中，所述GaN層厚度為10-15nm ; 之后，周期性交替生長InGaN層和GaN層形成有源層MQW，周期數(shù)為10-15。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，在所述有源層MQW上生長P 型AlGaN層，進(jìn)一步包括： 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 氣、40-60L/min的氨氣及50-100sccm的TMGa源，持續(xù)5-10分鐘生長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。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述在所述P型AlGaN層上 生長摻鎂的P型GaN層，進(jìn)一步包括： 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。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED外延生長方法，其特征在于，所述降溫并在爐內(nèi)冷卻，進(jìn) 一步包括： 降溫至700-800°C，只通入100_150L/min的氮?dú)猓?0-30min，之后在爐內(nèi)冷卻得到 LED外延層。
【專利摘要】本申請公開了一種LED外延生長方法，LED芯片是通過對基板進(jìn)行處理得到的，基板包括：襯底，位于襯底之上的緩沖層，位于緩沖層之上的N型GaN層，位于N型GaN層之上的發(fā)光層以及位于發(fā)光層之上的P型GaN層，方法：在氫氣氣氛、溫度為900-1100℃下處理襯底；通入氫氣、氨氣及TMAl源，在襯底上生長AlN層；通入氫氣、氨氣、TMGa源及TMAl，在AlN層上生長AlGaN層；通入氫氣、氨氣、TMGa源及SiH4源，在AlGaN層上生長摻雜Si的N型GaN層；在摻雜Si的N型GaN層上生長發(fā)光層，發(fā)光層為有源層MQW；在有源層MQW上生長P型AlGaN層；在P型AlGaN層上生長摻鎂的P型GaN層；及降溫并在爐內(nèi)冷卻。該方法減少了LED器件的漏電，提升了LED器件的抗靜電能力。
【IPC分類】H01L21/02, H01L33/12, H01L33/00
【公開號】CN105023976
【申請?zhí)枴緾N201510315030
【發(fā)明人】張宇, 苗振林, 盧國軍, 徐平
【申請人】湘能華磊光電股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月10日