提高led芯片抗靜電性能的外延生長方法

提高led芯片抗靜電性能的外延生長方法
【專利摘要】本申請公開了一種提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，依次包括：處理襯底、生長低溫緩沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的AlGaN層、生長N型AlGaN/GaN超晶格層、生長多量子阱發光層、生長PAlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻。本申請通過引入摻雜Si的AlGaN層和N型AlGaN/GaN超晶格層，提高了電流的擴展能力，從而避免電流密度過高而造成的器件損傷，大大改善了LED的ESD性能，提高LED器件的發光效率，減少器件的反向漏電。
【專利說明】
提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法
技術領域
[0001 ]本申請涉及LED外延設計應用技術領域，具體地說，涉及一種提高LED芯片抗靜電 性能的外延生長方法。
【背景技術】
[0002] 目前LED(Light Emitting Diode，發光二極管）是一種固體照明，體積小、耗電量 低使用壽命長高亮度、環保、堅固耐用等優點受到廣大消費者認可，國內生產LED的規模也 在逐步擴大;市場上對LED亮度和光效的需求與日倶增，如何生長更好的外延片日益受到重 視，因為外延層晶體質量的提高，LED器件的性能可以得到提升，LED的發光效率、壽命、抗老 化能力、抗靜電能力、穩定性會隨著外延層晶體質量的提升而提升。
[0003] M0CVD生長LED外延結構過程中，因為基板和GaN晶格失配的問題，生長的過程中缺 陷包括點位錯、韌性位錯、螺旋位錯不可避免的存在，一般M0CVD生長的GaN位錯密度介于1E +10-3E+10個/m2，目前只能減少GaN晶體中的位錯密度，但不能完全消除，位錯的存在破壞 了GaN原本的晶體排序，對LED器件帶來很多負面影響，比如螺旋位錯從外延層底層延伸至 外延層表面，穿過發光層，LED發光層的位錯產生空穴和電子的非發光輻射損失了器件的光 輸出功率，位錯為器件的漏電提供路徑，器件的漏電加速了器件的老化，器件抗靜電能力也 因為位錯的存在提高被擊穿的路徑而大大的減弱。而且目前LED市場上要求LED芯片驅動電 壓低，特別是大電流密度下驅動電壓越小越好、光效越高越好，但電流密度過高，如果外延 結構沒有改善，電流的擴展能力沒有得到有效解決，易造成器件損傷，從而降低LED器件的 ESD性能，增加了器件的反向漏電。
[0004] 傳統的LED外延生長方法的制作過程包括:處理襯底、生長低溫緩沖層GaN、生長不 摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN，生長多量子阱發光層、生長PAlGaN電子阻擋層、生長摻雜 Mg的P型GaN層，降溫冷卻。
[0005]市場上要求的大功率LED芯片都要求器件的抗老化能力抗靜電能力比較高，傳統 的外延生長方法制作的LED芯片已經很難滿足客戶越來越高的要。

【發明內容】

[0006] 有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是提供了一種提高LED芯片抗靜電性能的 外延生長方法，很好了解決了器件的漏電和抗靜電能力，還一定程度上提高了LED的光輸出 功率。
[0007] 為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案：
[0008] -種提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，依次包括:處理襯底、生長低溫緩 沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長多量子講發光層、生長PAlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P 型GaN層，降溫冷卻，其特征在于，
[0009] 在所述生長不摻雜GaN層之后、所述生長多量子阱發光層之前，還包括依次生長摻 雜Si的AlGaN層和生長N型AlGaN/GaN超晶格層，
[0010] 所述生長摻雜Si的AlGaN層，進一步為：
[0011] 保持反應腔壓力100mbar-300mbar，溫度950°C-1030°C，生長一層厚度為20nm- 200nm的慘雜Si的AlGaN層，其中，Si的慘雜濃度為8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm 3，Al的慘雜 濃度為 5E19atoms/cm3-4E20atoms/cm3，A1 的組分控制在 15 % -40 % 之間；
[0012] 所述生長N型AlGaN/GaN超晶格層，進一步為：
[0013] 升高溫度至1030°C-1100°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性持續生長 由厚度為2 · 5nm_50nm的慘雜Si的AlGaN層和厚度為2 · 5nm_50nm的N型GaN層組成的N型 AlGaN/GaN超晶格層，其中：
[0014] 交替生長所述摻雜Si的AlGaN層和所述N型GaN層，周期數為20-200,形成所述N型 AlGaN/GaN超晶格層，所述N型AlGaN/GaN超晶格層的總體厚度為2μπι-4μπι，
[0015] Si 的慘雜濃度為：8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3，A1 的慘雜濃度為lE17atoms/ cm3_lE18atoms/cm3，Al 的組分控制在 3%-10% 之間，
[0016] 生長所述摻雜Si的AlGaN層和生長所述N型GaN層的順序可互換。
[0017] 優選地，其中：
[0018]所述處理襯底，進一步為：在1000 °C-1020 °(：的!12氣氛下，保持反應腔壓力 100mbar-150mbar，處理藍寶石襯底 5min-10min。
[0019] 優選地，其中：
[0020]所述生長低溫緩沖層GaN，進一步為：
[0021] 降溫至520°C_550°C，保持反應腔壓力500mbar-1000mbar，在藍寶石襯底上生長厚 度為20nm-30nm的低溫緩沖層GaN〇 [0022] 優選地，其中：
[0023] 所述生長不摻雜GaN層，進一步為：
[0024] 升高溫度到1030°C-1080°C，保持溫度不變，保持反應腔壓力200mbar-300mbar，持 續生長2μηι-4μηι的不摻雜GaN層。
[0025] 優選地，其中：
[0026] 所述生長多量子阱發光層，進一步為：
[0027] 降低溫度至730°C_780°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性生長由 InxGa(1-x)N阱層和GaN磊層組成的多量子阱發光層，其中：
[0028]所述 InxGa(i-X)N 講層的厚度為 2.〇11111-4.〇11111，所述631'1嘉層的厚度為1〇11111-1511111，
[0029] 交替生長所述InxGa(1-X)N阱層和所述GaN磊層，生長周期為6-15,形成In xGa(1-X)N/ GaN發光層，
[0030] 所述InxGa(i-x)N/GaN發光層的總體厚度為120nm_130nm。
[0031] 優選地，其中：
[0032] 所述生長PAlGaN電子阻擋層，進一步為：
[0033] 保持反應腔壓力100mbar-300mbar、升高溫度至850°C_950°C，持續生長摻雜A1和 Mg的厚度為20nm-100nm的P AlGaN電子阻擋層，其中：
[0034] A1 慘雜濃度為 lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg慘雜濃度為3E18atoms/cm 3-6E18atoms/cm3。
[0035] 優選地，其中：
[0036] 所述生長摻Mg的P型GaN層，進一步為：
[0037] 保持反應腔壓力200mbar-300mbar、溫度900°C_950°C，持續生長厚度為50nm-200nm的摻Mg的P型GaN層，其中：
[0038] Mg 慘雜濃度為 lE19atoms/cm3-3E19atoms/cm3。
[0039] 優選地，其中：
[0040] 所述降溫冷卻，進一步為：降溫至750°C_800°C，壓力控制在500mbar-800mbar，爐 內退火25min-30min后，爐內降溫冷卻。
[0041] 與現有技術相比，本申請所述的方法，達到了如下效果：
[0042] 本發明提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法中，在生長不摻雜GaN層之后、生 長多量子阱發光層之前，還包括依次生長摻雜Si的AlGaN層和生長N型AlGaN/GaN超晶格層。 通過高A1組分的N型AlGaN來抑制底部位錯的向上蔓延，同時又通過低A1組分的N型AlGaN與 N型GaN的超晶格交替生長層，形成AlGaN/GaN異質結，對載流子產生一定的限制作用，使得 電子被限制在調制摻雜的η型AlGaN/GaN超晶格中，形成二維電子氣，提高了電流的擴展能 力，從而避免電流密度過高而造成的器件損傷，大大改善了LED的ESD性能，提高LED器件的 發光效率，減少器件的反向漏電。
【附圖說明】
[0043]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0044] 圖1為本發明實施例1和實施例2中LED外延層的結構示意圖；
[0045] 圖2為對比實施例1中LED外延層的結構示意圖；
[0046]圖3為采用本發明的方法和傳統方法制得的30mil*30mil芯片的亮度分布對比圖； [0047]圖4為采用本發明的方法和傳統方法制得的30mil*30mil芯片的電壓分布對比圖； [0048]圖5為采用本發明的方法和傳統方法制得的30mil*30mil芯片的ESD良率分布圖；
[0049] 其中，1、高溫P型GaN，2、電子阻擋層，3、量子阱發光層，4、n型低A1組分AlGaN/GaN 交替生長層，4-1、n型AlGaN，4-2、n型GaN，5、高A1組分η型AlGaN層，6、u型GaN，7、低溫緩沖層 GaN，8、基板;9、n 型GaN。
【具體實施方式】
[0050] 如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應 可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名 稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通 篇說明書及權利要求當中所提及的"包含"為一開放式用語，故應解釋成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的誤差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述 技術問題，基本達到所述技術效果。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 后續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的， 并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0051 ] 實施例1
[0052] 本發明運用M0CVD來生長高亮度GaN基LED外延片。采用高純H2或高純N2或高純H 2和 高純N2的混合氣體作為載氣，高純NH3作為N源，金屬有機源三甲基鎵（TMGa)，三甲基銦 (TMIn)作為銦源，N型摻雜劑為硅烷(SiH4)，三甲基鋁(TMA1)作為鋁源，P型摻雜劑為二茂鎂 (CP2Mg)，襯底為(0001)面藍寶石，反應壓力在150mbar到600mbar之間。具體生長方式如下 (外延結構請參考圖1):
[0053]本發明提供一種提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，依次包括:處理襯底、 生長低溫緩沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長多量子阱發光層、生長PAlGaN電子阻擋層、生 長摻雜Mg的P型GaN層，降溫冷卻，其特征在于，
[0054]在所述生長不摻雜GaN層之后、所述生長多量子阱發光層之前，還包括依次生長摻 雜Si的AlGaN層和生長N型AlGaN/GaN超晶格層，
[0055] 所述生長摻雜Si的AlGaN層，進一步為：
[0056] 保持反應腔壓力100mbar-300mbar，溫度950°C-1030°C，生長一層厚度為20nm-200nm的慘雜Si的AlGaN層，其中，Si的慘雜濃度為8E18atoms/cm 3-2E19atoms/cm3，Al的慘雜 濃度為 5E19atoms/cm3-4E20atoms/cm3，A1 的組分控制在 15 % -40 % 之間；
[0057] 所述生長N型AlGaN/GaN超晶格層，進一步為：
[0058] 升高溫度至1030°C-1100°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性持續生長 由厚度為2 · 5nm_50nm的慘雜Si的AlGaN層和厚度為2 · 5nm_50nm的N型GaN層組成的N型 AlGaN/GaN超晶格層，其中：
[0059] 交替生長所述摻雜Si的AlGaN層和所述N型GaN層，周期數為20-200，形成所述N型 AlGaN/GaN超晶格層，所述N型AlGaN/GaN超晶格層的總體厚度為2μπι-4μπι，
[0060] Si 的慘雜濃度為：8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3，A1 的慘雜濃度為lE17atoms/ cm3_lE18atoms/cm3，Al 的組分控制在 3%-10% 之間，
[0061 ] 生長所述摻雜Si的AlGaN層和生長所述N型GaN層的順序可互換。
[0062] 本專利提供的新的生長方式有以下優點:通過高A1組分的N型AlGaN來抑制底部位 錯的向上蔓延，同時又通過低A1組分的N型AlGaN與N型GaN的超晶格交替生長層，形成 AlGaN/GaN異質結，對載流子產生一定的限制作用，使得電子被限制在調制摻雜的η型 AlGaN/GaN超晶格中，形成二維電子氣，提高了電流的擴展能力，從而避免電流密度過高而 造成的器件損傷，大大改善了LED的ESD性能，提高LED器件的發光效率，減少器件的反向漏 電。
[0063] 實施例2
[0064] 本實施例運用M0CVD來生長高亮度GaN基LED外延片。采用高純H2或高純N2或高純H 2 和高純N2的混合氣體作為載氣，高純NH3作為咐原，金屬有機源三甲基鎵（TMGa)，三甲基銦 (TMIn)作為銦源，N型摻雜劑為硅烷(SiH4)，三甲基鋁(TMA1)作為鋁源，P型摻雜劑為二茂鎂 (CP2Mg)，襯底為(0001)面藍寶石，反應壓力在150mbar到600mbar之間。具體生長方式如下 (外延結構請參考圖1):
[0065] 1、在1000°C-1020°C的H2氣氛下，保持反應腔壓力100mbar-150mbar，處理藍寶石 襯底 5min_10min〇
[0066] 2、降溫至520°C_550°C，保持反應腔壓力500mbar-1000mbar，在藍寶石襯底上生長 厚度為20nm-30nm的低溫緩沖層GaN〇
[0067] 3、升高溫度到1030°C-1080°C，保持溫度不變，保持反應腔壓力200mbar-300mbar， 持續生長2μπι-4μπι的不摻雜GaN層。
[0068] 4、降低溫度至950°C_1030°C，保持反應腔壓力100mbar-300mbar，生長一層厚度為 20nm-200nm的慘雜Si的AlGaN層，其中，Si的慘雜濃度為8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm 3，Al 的慘雜濃度為5E19atoms/cm3-4E20atoms/cm3，A1的組分控制在15%_40%之間。
[0069] 5、升高溫度至1030°C-1100°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性持續生 長由厚度為2.5nm-50nm的摻雜Si的AlGaN層和厚度為2.5nm-50nm的N型GaN層組成的N型 AlGaN/GaN超晶格層，其中：
[0070] 交替生長所述摻雜Si的AlGaN層和所述N型GaN層，周期數為20-200，形成所述N型 AlGaN/GaN超晶格層，所述N型AlGaN/GaN超晶格層的總體厚度為2μπι-4μπι，
[0071 ] Si 的慘雜濃度為：8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3，Α1 的慘雜濃度為lE17atoms/ cm3_lE18atoms/cm3，Al 的組分控制在 3%-10% 之間，
[0072] 生長所述摻雜Si的AlGaN層和生長所述N型GaN層的順序可互換。
[0073] 6、降低溫度至730°C_780°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性生長由 InxGa(1-x)N阱層和GaN磊層組成的多量子阱發光層，其中：
[0074]所述 InxGa(i-X)N 講層的厚度為 2.〇11111-4.〇11111，所述631'1嘉層的厚度為1〇11111-1511111，
[0075] 交替生長所述InxGa(1-X)N阱層和所述GaN磊層，生長周期為6-15,形成In xGa(1-X)N/ GaN發光層，
[0076] 所述InxGa(i-x)N/GaN發光層的總體厚度為120nm_130nm。
[0077] 7、保持反應腔壓力100mbar-300mbar、升高溫度至850°C_950°C，持續生長摻雜A1 和Mg的厚度為20nm-100nm的P AlGaN電子阻擋層，其中：
[0078] A1 慘雜濃度為 lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg慘雜濃度為3E18atoms/cm 3-6E18atoms/cm3。
[0079] 8、然后升溫至900°C_950°C，保持反應腔壓力200mbar-300mbar、持續生長厚度為 50nm-200nm的摻Mg的高溫P型GaN層，其中：
[0080] Mg 慘雜濃度為 lE19atoms/cm3-3E19atoms/cm3。
[0081 ] 9、降溫至 750°C_800°C，壓力控制在 500mbar-800mbar，爐內退火 25min-30min 后， 爐內降溫冷卻。
[0082]本專利發明的重點在于外延生長第4步和第5步的生長方式，即先生長一層高A1組 分N型AlGaN層，再生長一組低A1組分N型AlGaN層和N型GaN的超晶格交替生長層。
[0083]本專利提供的新的生長方式有以下優點：通過高A1組分的N型AlGaN來抑制底部位 錯的向上蔓延，同時又通過低A1組分的N型AlGaN與N型GaN的超晶格交替生長層，形成 AlGaN/GaN異質結，對載流子產生一定的限制作用，使得電子被限制在調制摻雜的η型 AlGaN/GaN超晶格中，形成二維電子氣，提高了電流的擴展能力，從而避免電流密度過高而 造成的器件損傷，大大改善了LED的ESD性能，提高LED器件的發光效率，減少器件的反向漏 電。
[0084] 實施例3
[0085]以下提供對比實施例1，即傳統LED外延層的生長方法。
[0086]傳統LED外延層的生長方法為(外延層結構參見圖2):
[0087] 1、在1000°C-1020°C的H2氣氛下，保持反應腔壓力100mbar-150mbar，處理藍寶石 襯底 5min_10min〇
[0088] 2、降溫至520°C_550°C，保持反應腔壓力500mbar-1000mbar，在藍寶石襯底上生長 厚度為20nm-30nm的低溫緩沖層GaN〇
[0089] 3、升高溫度到1030°C-1080°C，保持溫度不變，保持反應腔壓力200mbar-300mbar， 持續生長2μπι-4μπι的不摻雜GaN層。
[0090] 4、保持溫度不變，壓力控制在200mbar-500mbar，接著生長2μπι-4μπι的摻雜Si的N型 GaN，Si的慘雜濃度為8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3。
[0091] 5、然后降溫至730°c-780°c，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性生長由 InxGa (1-x)N阱層和GaN磊層組成的多量子阱發光層，其中：所述InxGa (1-x)N阱層的厚度為 2 · Onm-4 · Onm，所述GaN||層的厚度為10nm_15nm，交替生長所述InxGa(i-X)N講層和所述GaN|| 層，生長周期為6-15，形成1]143(11)1'1/631'1發光層，所述11143(110/631'1發光層的總體厚度 為120nm-130nm〇
[0092] 6、升高溫度至850°C_950°C，應腔壓力控制在100mbar-300mbar、持續生長摻雜A1 和Mg的P AlGaN電子阻擋層，A1摻雜濃度為lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg摻雜濃度為 3E18atoms/cm 3-6E18atoms/cm3 〇
[0093] 7、然后降溫至900°C_950°C，保持反應腔壓力200mbar-300mbar，生長厚度為50nm-200nm 的慘 Mg 的高溫 P 型 GaN 層，Mg 慘雜濃度為 lE19atoms/cm3-3E19atoms/cm3。
[0094] 8、最后降溫至 750°C_800°C，壓力控制在 500mbar-800mbar，爐內退火 25min-30min 后，爐內降溫冷卻。
[0095]根據傳統的LED的生長方法(實施例3的方法）制備樣品1，根據本專利描述的方法 制備樣品2;樣品1和樣品2外延生長方法參數不同點在于生長η層的方法不一樣，本發明的 生長方法參見實施例2中的第4步和第5步，生長其它外延層生長條件完全一樣(請參考表 1) 〇
[0096]樣品1和樣品2在相同的前工藝條件下鍍ΙΤ0層約800埃-1200埃，相同的條件下鍍 Cr/Pt/Au電極約450埃-500埃，相同的條件下鍍保護層Si02約150埃-250埃，然后在相同的 條件下將樣品研磨切割成762ym*762ym(30mil*30mil)的芯片顆粒，然后進行測試。
[0097]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動電流350mA條件下測試樣品1和樣品2的光電性能，得到的參數 參見圖3、圖4和圖5。以下表1為產品生長參數對比表。
[0098] 表1樣品1、2產品生長參數比較
[0099]
[0100] 結合表1、圖3-圖5的數據可得出以下結論：
[0101] 將積分球獲得的數據進行分析對比，請參考圖3-圖5,從圖3數據得出，樣品2較樣 品1亮度從440mw-450mw增加至460mw-470mw，從圖4數據得出樣品2較樣品1反向漏電從0.01 μΑ-0 · 02μΑ降低至0 · 00 ΙμΑ-0 · 002μΑ，從圖5數據得出樣品1抗靜電能力(ESD良率)從2kv增至 8kv，ESD通過的良率顯著增加。
[0102] 因此，本專利提供的生長方法提高了大尺寸芯片的亮度，降低了反向漏電，還顯著 提高了抗靜電能力。
[0103] 通過以上各實施例可知，本申請存在的有益效果是：
[0104] 本發明提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法中，在生長不摻雜GaN層之后、生 長多量子阱發光層之前，還包括依次生長摻雜Si的AlGaN層和生長N型AlGaN/GaN超晶格層。 通過高A1組分的N型AlGaN來抑制底部位錯的向上蔓延，同時又通過低A1組分的N型AlGaN與 N型GaN的超晶格交替生長層，形成AlGaN/GaN異質結，對載流子產生一定的限制作用，使得 電子被限制在調制摻雜的η型AlGaN/GaN超晶格中，形成二維電子氣，提高了電流的擴展能 力，從而避免電流密度過高而造成的器件損傷，大大改善了LED的ESD性能，提高LED器件的 發光效率，減少器件的反向漏電。
[0105] 本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、裝置、或計算機程序 產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實 施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質（包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等）上實施的計算機程序產 品的形式。
[0106] 上述說明示出并描述了本申請的若干優選實施例，但如前所述，應當理解本申請 并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識 進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應在本申 請所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，依次包括:處理襯底、生長低溫緩沖 層GaN、生長不摻雜GaN層、生長多量子阱發光層、生長PAlGaN電子阻擋層、生長摻雜Mg的P型 GaN層，降溫冷卻，其特征在于， 在所述生長不摻雜GaN層之后、所述生長多量子阱發光層之前，還包括依次生長摻雜Si 的AlGaN層和生長N型AlGaN/GaN超晶格層， 所述生長摻雜Si的AlGaN層，進一步為： 保持反應腔壓力100mbar-300mbar，溫度950°C-1030°C，生長一層厚度為20nm-200nm的 摻雜Si的AlGaN層，其中，Si的摻雜濃度為8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3，Al的摻雜濃度為 5E19atoms/cm 3-4E20atoms/cm3，A1 的組分控制在 15%_40% 之間； 所述生長N型AlGaN/GaN超晶格層，進一步為： 升高溫度至1030°C_1100°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性持續生長由厚 度為2.5nm-50nm的摻雜Si的AlGaN層和厚度為2.5nm-50nm的N型GaN層組成的N型AlGaN/GaN 超晶格層，其中： 交替生長所述摻雜Si的AlGaN層和所述N型GaN層，周期數為20-200,形成所述N型 AlGaN/GaN超晶格層，所述N型AlGaN/GaN超晶格層的總體厚度為2μπι-4μπι， Si 的慘雜濃度為：8E18atoms/cm3-2E19atoms/cm3，A1 的慘雜濃度為lE17atoms/cm3-lE18atoms/cm3，Al的組分控制在3 %_10 %之間， 生長所述摻雜Si的AlGaN層和生長所述N型GaN層的順序可互換。2. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述處理襯底，進一步為：在1000°C-1020°C的H2氣氛下，保持反應腔壓力IOOmbar- 150mbar，處理藍寶石襯底5min-10min。3. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述生長低溫緩沖層GaN，進一步為： 降溫至520°C_550°C，保持反應腔壓力500mbar-1000mbar，在藍寶石襯底上生長厚度為 20nm-30nm的低溫緩沖層GaN04. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述生長不摻雜GaN層，進一步為： 升高溫度到1030°C-1080°C，保持溫度不變，保持反應腔壓力200mbar-300mbar，持續生 長2μηι-4μηι的不摻雜GaN層。5. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述生長多量子阱發光層，進一步為： 降低溫度至730°C_780°C，保持反應腔壓力200mbar-500mbar，周期性生長由InxGa(1- X)N 阱層和GaN磊層組成的多量子阱發光層，其中： 所述InxGa(i-x)N講層的厚度為2.0nm-4.0nm，所述GaNiI層的厚度為10nm-15nm， 交替生長所述InxGa(1-X)N阱層和所述GaN磊層，生長周期為6-15,形成In xGa(1-x)N/GaN發 光層， 所述InxGa(i-x)N/GaN發光層的總體厚度為120nm_130nm。6. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述生長PAlGaN電子阻擋層，進一步為： 保持反應腔壓力100mbar-300mbar、升高溫度至850°C-950°C，持續生長摻雜Al和Mg的 厚度為20nm-100nm的P AlGaN電子阻擋層，其中： Al 慘雜濃度為 lE20atoms/cm3-3E20atoms/cm3，Mg慘雜濃度為3E18atoms/cm 3-6E18atoms/cm3。7. 根據權利要求1所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在于， 所述生長摻Mg的P型GaN層，進一步為： 保持反應腔壓力200mbar-300mbar、溫度900°C_950°C，持續生長厚度為50nm-200nm的 摻Mg的P型GaN層，其中： Mg 慘雜濃度為 lE19atoms/cm3-3E19atoms/cm3。8. 根據權利要求1~7之任一所述提高LED芯片抗靜電性能的外延生長方法，其特征在 于， 所述降溫冷卻，進一步為：降溫至750°C_800°C，壓力控制在500mbar-800mbar，爐內退 火25min-30min后，爐內降溫冷卻。
【文檔編號】H01L33/14GK105932115SQ201610286428
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月3日
【發明人】林傳強
【申請人】湘能華磊光電股份有限公司