一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法与流程

本发明涉及led，具体涉及一种提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法。

背景技术：

1、以gan为基础的发光二极管(led)作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、高可靠性等优点，正在迅速被广泛地应用于交通信号灯、手机背光源、城市景观照明、汽车内外灯、隧道灯等领域。

2、常规技术中，led外延结构主要包括依次层叠的衬底、buffer层、n型algan层、多量子阱层和p型gan层。参考公开号为cn106328777b的中国专利公开一种发光二极管应力释放层的外延生长方法，其中涉及的应力释放层是影响led抗静电特性的一个重要因素。为此，该方案将常规技术中的n型algan层替换为gan层、掺杂si的n型gan层、应力释放层以及ngan层。但这种方法仍然使多量子阱层与其下方的结构之间存在晶格失配，不利于led外延结构的应力释放，从而会导致led芯片被静电击穿。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：一种提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，包括如下步骤：

3、s1：将衬底置入反应腔，生长n型algan层；

4、s2：设定反应腔温度1000-1100度，压力100torr-300torr，生长2-3微米的掺杂si的n-gan层，其中si的掺杂浓度为1018-1019atom/cm3；

5、s3：依次生长10-30纳米的掺杂si的n-algan层和5-15纳米的gan层；

6、生长掺杂si的n-algan层时，设定反应腔温度900-1200度，压力100torr-300torr，其中si的掺杂浓度为1018-1019atom/cm3；

7、生长gan层时，设定反应腔温度900-1200度，压力100torr-300torr；

8、s4：将所述s3循环8-10次；

9、s5：生长多量子阱层；

10、s6：生长p型gan层；完成led外延结构的制备。

11、本发明的有益效果在于：所述s3和s4形成的结构为应力释放层，所述应力释放层尽可能地避免了多量子阱层和其下方的结构(包括n-gan层)失配度较高的问题。所述应力释放层利用了al的高能阶形成n型algan/gan交替的超晶格层，利用短周期超晶格技术路线能有效提升载流子输运性能，还因为gan和algan在晶格常数以及导带价带位置上有差距，因此在gan和algan之间形成异质结时，会产生自发的极化，并且表现出一定的压电特性，较大程度提升led外延结构的抗静电性能。

技术特征：

1.一种提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1具体为：

3.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1具体为：

4.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1具体为：将衬底置入反应腔，生长buffer层，作退火处理，生长u-gan层，生长n型algan层。

5.根据权利要求4所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1中的“作退火处理”具体为：设定反应腔温度1000-1200度，压力100torr-300torr，持续4-8分钟。

6.根据权利要求4所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1中的“生长u-gan层”具体为：设定反应腔温度1050-1150度，压力100torr-300torr，生长2-4微米的u-gan层。

7.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s1具体为：将衬底置入反应腔，设定反应腔温度800-1100度，压力100torr-500torr，生长20-150纳米的n型algan层，其中al的摩尔掺入量为0-0.3。

8.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s5包括s5.1和s5.2；

9.根据权利要求8所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s5.1具体为：依次生长3-5纳米的inxga1-xn层和9-15纳米的gan层；

10.根据权利要求1所述的提高抗静电能力的gan基外延结构生长方法，其特征在于，所述s6具体为：设定反应腔温度850-1080度，压力100torr-300torr，生长100纳米-800纳米的p型gan层；完成led外延结构的制备。

技术总结
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种提高抗静电能力的GaN基外延结构生长方法，包括如下步骤：S3：依次生长10‑30纳米的掺杂Si的N‑AlGaN层和5‑15纳米的GaN层；生长掺杂Si的N‑AlGaN层时，设定反应腔温度900‑1200度，压力100Torr‑300Torr，其中Si的掺杂浓度为10<supgt;18</supgt;‑10<supgt;19</supgt;atom/cm<supgt;3</supgt;；生长GaN层时，设定反应腔温度900‑1200度，压力100Torr‑300Torr；S4：将所述S3循环8‑10次；本发明的有益效果在于：所述S3和S4形成的结构为应力释放层，所述应力释放层利用了Al的高能阶形成n型AlGaN/GaN交替的超晶格层，利用短周期超晶格技术路线能有效提升载流子输运性能，因此在GaN和AlGaN之间形成异质结时，会产生自发的极化，较大程度提升LED外延结构的抗静电性能。

技术研发人员：马野,刘恒山,马昆旺,宋水燕,邹声斌
受保护的技术使用者：福建兆元光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13