电流扩展层的外延生长方法与流程

技术特征：

1.一种电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，依次包括：处理衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长发光层、生长P型AlGaN层、生长掺杂Mg的P型GaN层、降温冷却，

在所述生长掺杂Si的N型GaN层之后、所述生长发光层之前，还包括：生长SiInN/SiAlN超晶格电流扩展层，

所述生长SiInN/SiAlN超晶格电流扩展层为：

保持反应腔压力300mbar-400mbar、保持温度800℃-900℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH₃、100sccm-200sccm的TMAl、1000sccm-2000sccm的TMIn、100L/min-130L/min的N₂、1sccm-5sccm的SiH₄，生长SiInN/SiAlN超晶格电流扩展层，

所述生长SiInN/SiAlN超晶格电流扩展层，具体为：

保持反应腔压力300mbar-400mbar、保持温度800℃-900℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH₃、1000sccm-2000sccm的TMIn、100L/min-130L/min的N₂、1sccm-5sccm的SiH₄，生长厚度为1nm-5nm的SiInN层；

保持反应腔压力300mbar-400mbar、保持温度800℃-900℃，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH₃、100sccm-200sccm的TMAl、100L/min-130L/min的N₂、1sccm-5sccm的SiH₄，生长厚度为5nm-10nm的SiAlN层，其中，Si掺杂浓度为1E17atoms/cm³-5E17atoms/cm³；

周期性生长所述SiInN层和所述SiAlN层，生长周期为10-20，

生长所述SiInN层和生长所述SiAlN层的顺序可互换。

2.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述处理衬底为：在1000℃-1100℃的H₂气氛下，通入100L/min-130L/min的H₂，保持反应腔压力100mbar-300mbar，处理蓝宝石衬底8min-10min。

3.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长低温缓冲层为：

降低温度至500℃-600℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为10000sccm-20000sccm NH₃、50sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂，在蓝宝石衬底上生长厚度为20nm-40nm的低温缓冲层GaN。

4.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长不掺杂GaN层为：

升高温度到1000℃-1200℃，保持反应腔压力300mbar-600mbar，通入流量为30000sccm-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、持续生长2μm-4μm的不掺杂GaN层。

5.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长掺杂Si的N型GaN层为：

保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、20sccm-50sccm的SiH₄，持续生长3μm-4μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E18atoms/cm³-1E19atoms/cm³；

保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm-60000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、2sccm-10sccm的SiH₄，持续生长200nm-400nm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E17atoms/cm³-1E18atoms/cm³。

6.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长发光层为：

保持反应腔压力300mbar-400mbar、温度700℃-750℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-40sccm的TMGa、1500sccm-2000sccm的TMIn、100L/min-130L/min的N₂，生长掺杂In的厚度为2.5nm-3.5nm的In_xGa_(1-x)N层，x＝0.20-0.25，发光波长450nm-455nm；

接着升高温度至750℃-850℃，保持反应腔压力300mbar-400mbar，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的N₂，生长8nm-15nm的GaN层；

重复In_xGa_(1-x)N的生长，然后重复GaN的生长，交替生长In_xGa_(1-x)N/GaN发光层，控制周期数为7-15个。

7.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长P型AlGaN层为：

保持反应腔压力200mbar-400mbar、温度900℃-950℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH₃、30sccm-60sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、100sccm-130sccm的TMAl、1000sccm-1300sccm的Cp₂Mg，持续生长50nm-100nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度1E20atoms/cm³-3E20atoms/cm³，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm³-1E20atoms/cm³。

8.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述生长掺杂Mg的P型GaN层为：

保持反应腔压力400mbar-900mbar、温度950℃-1000℃，通入流量为50000sccm-70000sccm的NH₃、20sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、1000sccm-3000sccm的Cp₂Mg，持续生长50nm-100nm的掺Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E19atoms/cm³-1E20atoms/cm³。

9.根据权利要求1所述电流扩展层的外延生长方法，其特征在于，

所述降温冷却为：

降温至650℃-680℃，保温20min-30min，接着关闭加热系统、关闭给气系统，随炉冷却。