[发明专利]提高空穴注入的发光二极管外延生长方法

摘要

本发明公开提高空穴注入的发光二极管外延生长方法，包括：蓝宝石衬底退火后；通入TMGa和NH3生长低温GaN成核层；原位退火处理5‑10min后，外延生长高温GaN缓冲层；通入NH3和TMGa，生长高温非掺杂的u‑GaN层；通入NH3、TMGa和SiH4，生长Si掺杂的n‑GaN层；生长多周期量子阱MQW发光层；生长厚度为20‑120nm的掺Mg与不掺Mg的超晶格层；生长p型AlGaN层；生长高温p型GaN层；生长p型GaN接触层；在氮气氛围中进行退火处理5‑10min后结束生长；所得到的发光二极管外延结构经过清洗、沉积、光刻和刻蚀后制成单颗发光二极管芯片。本发明提高了LED的发光效率。

主权项

1.一种提高空穴注入的发光二极管外延生长方法，其特征在于，包括：在温度为1050‑1150℃的条件下，将蓝宝石衬底在纯度为99.999％以上的氢气气氛里进行退火后，清洁衬底表面；将温度降到500‑620℃，通入TMGa和纯度为99.999％以上的NH3，生长厚度为20‑40nm的低温GaN成核层；停止通入TMGa，将温度升高至1000‑1100℃进行原位退火处理5‑10min；原位退火之后将温度调节至900‑1050℃，外延生长厚度为0.2‑1um的高温GaN缓冲层；通入NH3和TMGa，生长厚度为1‑3um的高温非掺杂的u‑GaN层，生长温度为1050‑1200℃；通入NH3、TMGa和SiH4，生长Si掺杂浓度稳定且厚度为2‑4um的n‑GaN层；使用TMIn、TEGa为MO源、SiH4为N型掺杂剂生长多周期量子阱MQW发光层；使用TMIn、TMGa及CP2Mg为MO源，在生长温度为700‑900℃、压力为100‑500Torr、Ⅴ/Ⅲ摩尔比为300‑5000、Mg的摩尔组分为0.3％‑1％、In的摩尔组分为1‑10％的条件下，生长厚度为20‑120nm的掺Mg与不掺Mg的InGaN:Mg/InGaN的超晶格层，其中，InGaN:Mg/InGaN的超晶格层厚度比为1:1‑5:1，周期数为4‑50；使用TMGa和CP2Mg为MO源，生长厚度为50‑200nm的p型AlGaN层；使用TMGa和CP2Mg为MO源，生长厚度为100‑800nm的高温p型GaN层，其中，Mg掺杂浓度为1017‑1018cm‑3，生长温度为850‑1000℃；使用TMGa和CP2Mg为MO源，生长厚度为5‑20nm的p型GaN接触层；在纯度为99.999％以上的氮气氛围中进行退火处理5‑10min后结束生长；所得到的发光二极管外延结构经过清洗、沉积、光刻和刻蚀后制成单颗发光二极管芯片。