採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法

2023-12-03 20:23:36

專利名稱：採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體的製作方法，尤其是涉及一種採用金屬有機化合物氣相外延(MOCVD)技術生長高抗靜電能力氮化鎵(GaN)基III-V族氮化物半導體材料發光二極體的方法，屬於半導體光電子技術領域。
背景技術：
氮化鎵(GaN)基半導體材料是繼矽和砷化鎵之後的第三代半導體材料，近年來發展迅速。III族氮化物包括GaN、InN、AlN以及三元和四元合金都是直接帶隙寬禁帶半導體材料，。III族氮化物材料室溫下禁帶寬度從氮化銦(InN)O. 75eV到氮化鎵(GaN)3.4eV直至氮化鋁(A1N)6. 2eV的範圍內連續可調，覆蓋了從紅外到紫外的廣泛的波長範圍，被認為是在技術領域中具有非常重要地位的材料。半導體照明是21世紀最具發展前景的高技術領域之一。20世紀90年代以來，隨著氮化鎵基藍光和白光發光二極體的研製成功，半導體照明已經成為人類照明史上繼白熾燈、螢光燈之後的又一次飛躍，其經濟和社會意義巨大。美國、日本、歐盟、韓國、臺灣等國家和地區相繼推出半導體照明發展計劃。我國於2003年10月，正式啟動了「國家半導體照明工程」。隨著最近幾年的快速發展，白光發光二極體(LED)的性能指標不斷提高，固態照明的實用化已經露出了曙光。這些發展包括了材料生長、晶片製備和封裝的各個方面的成就。 尤其是在材料生長方面，最近幾年各種新的技術層出不窮，極大地推進了固態照明事業的發展。隨著GaN基LED的應用領域擴展到高密度光存儲，彩色印刷，顯示應用及固態照明。 LED光電性質的穩定性及可靠性成為越來越重要的問題。LED抗靜電能力的高低是LED可靠性的核心體現。GaN基LED大多生長在晶格失配較大的藍寶石(A1203)異質襯底上，在GaN外延層中存在高密度的穿透位錯，同時由於A1203襯底的絕緣屬性，使GaN/A1203 LED在器件加工及封裝使用過程中容易被靜電擊穿而損害。對於GaN基LED晶片，由於GaN基氮化物材料為寬禁帶半導體材料，電阻率高，晶片在生產過程中因靜電產生的感生電荷不易消失。 當LED p-n結兩個電極上的極性不同的電荷積累到一定程度，又得不到及時釋放時，電荷能量一旦超過LED晶片最大承受值時，電荷將以極短的瞬間(納秒級別)在LED兩個電極層之間進行放電，產生功率焦耳熱，在導電層之間局部的形成高溫區，高溫將會把導電層之間熔融成一些小孔，從而造成漏電，死燈，電性飄移等現象。由於A1203襯底的絕緣特性，使在其上外延生長的LED晶片正負電極均位於晶片上面，間距很小，對靜電的承受能力很小，極易被靜電擊穿，使器件失效。GaN基LED和傳統LED相比，抗靜電能力差是其鮮明的缺點，靜電導致的失效問題已成為影響產品合格率和使用推廣的核心問題。為了提高GaN/A1203 LED 的防靜電能力，人們在LED外延生長，晶片製造中嘗試多種方法包括採用SiN/GaN多緩衝層生長技術以有效降低GaN外延層的位錯密度；在LED內並聯肖特基二極體；在ρ-GaN中採用反向平行排列的Ga-極性面和N-極性面並聯陣列；金屬氧化物半導體電容集成等；同時對LED接觸者，LED使用環境以及在LED包裝、運輸和存儲過程中需要採取相應的防靜電措施。目前採用的提高LED防靜電能力的方法存在工藝流程相對複雜，附加成本高，而且效果有限等問題。如何採用工藝簡單，附加成本低的方法有效提高LED的抗靜電能力成為業界關注的熱點。GaN基LED的等效模型可以認為由一個理想二極體和一個內建電容並聯組成。由於LED靜電放電能量消耗是和其電容成反比關係，因此內建電容較高的GaN基LED相對不易受到靜電放電的影響而損傷。p-i-n LED的電容是可以看成是以耗盡層厚度為間距的平行板電容器，耗盡層厚度由激活的受主濃度和施主濃度決定，耗盡層厚度隨激活的受主濃度或施主濃度的增加而減小。耗盡層厚度的變化將會直接影響P-i-n LED的電容。本發明通過在LED InGaN/GaN多量子阱有源區兩側引入η型插入層和ρ型插入層，同時通過控制插入層材料，η型摻雜濃度，ρ型摻雜濃度來控制插入層激活的施主濃度和受主濃度，進而實現增加P-i-n LED內建電容，提高LED抗靜電能力的目的。對於GaN材料體系，受主激活能相對較深，對於Mg在GaN中的受主激活能高達170 meV，而且受主的激活需要額外的退火工藝。從而導致p-GaN中低的空穴濃度，由於Mg在 InGaN中的受主激活能相對較低，本發明採用p-InGaN或p-hGaN/GaN超晶格作為ρ型層有效降低P型層中受主激活能，提高空穴濃度。同時本發明採用p-^GaN/GaN超晶格，利用 InGaN和GaN之間的壓電極化場，在超晶格阱壘界面處形成二維電子氣，進而有效改善空穴在平面內的擴展效果。對於GaN材料體系，η型摻雜元素主要是Si，激活能比較低，為淺施主。Si在GaN中的激活能約為20meV，常用SiH4作為摻雜劑，GaN電子濃度與SiH4的流量成線性關係，本發明採用n-GaN、n-InGaN或n-hGaN/GaN超晶格通過調節Si的摻雜濃度獲得電子濃度大於IO19CnT3n型插入層。通過優化η型插入層的結構如採用n-Galn-InGaN 或n-drOGaN/GaN超晶格、Si的摻雜濃度、生長厚度、In的組分等參數；及優化ρ型插入層的結構如採用p-GaN、p-InGaN或p-(In)GaN/GaN超晶格、Mg的摻雜濃度、In的組分等參數的優化有效提高LED p-n結內部電容，改善LED電流擴展效果，進而有效提高LED抗靜電能力。

發明內容
本發明是針對上述背景技術存在的缺陷，提供一種採用MOCVD技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，通過設計新型的LED結構，相對於傳統p-i-n LED外延結構，在LED 有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度η型插入層和高空穴濃度的P型插入層，減小其耗盡層厚度，增加其內建電容。進而實現提高LED抗靜電能力的目的。本發明所涉及工藝流程均在外延生長中完成，不需要附加晶片工藝流程，具有工藝流程相對簡單，可重複性好，附加成本低等優點。採用本發明中技術生長製作的LED晶片顯示優異的光電性質，可靠性和穩定性大副度提高，在-2000V人體模式下，抗靜電能力良率大於95%。為實現上述目的，本發明公開了一種採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，採用金屬有機化合物氣相外延方法，通過在p-i-n LED有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度和高空穴濃度的插入層，使用三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁作為III族源，氨氣作為V族源，矽烷作為η型摻雜源，二茂鎂作為ρ型摻雜源，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一，在金屬有機化合物氣相外延反應室中將藍寶石A1103襯底在氫氣氣氛下， 1040 1200 處理5分鐘，然後降低溫度，在530 550 ,反應室壓力500 torr，在氫氣氣氛下，三維生長20 30納米的GaN緩衝層，再在1000 1500 ;下生長2 4微米厚n-feN層；
步驟二，在氮氣氣氛下，在750 850 "下生長高電子濃度的η型插入層，接著生長多個周期^^hN/GaN多量子阱有源區，其中0. 1 ^ χ ^ 0. 35 ；在有源區上，在氮氣(N2)氣氛下，在750 850 ilC下生長高空穴濃度的P型插入層；
步驟三，在氫氣氣氛下，在950 1040 生長P-GaN層。作為本發明的一種優選方案，所述η型插入層是n-hyGai_yN，所述ρ型插入層是 p4nzGai_zN，其中0彡y<x，0 ^ ζ < χ ;n型插入層電子濃度大於1019cm_3，ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cnT3，所述η型插入層厚度是10 IOOnm ；所述ρ型插入層厚度是10 IOOnm0作為本發明的一種優選方案，所述η型插入層是n-InyGai_yN/GaN超晶格，所述ρ型插入層是p-hpa^N/GaN超晶格，其中0彡y<x，0 ^ ζ < χ ;n型插入層電子濃度大於 IO19Cm-3, ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η型超晶格周期數1 20 ；所述ρ型超晶格周期數是1 20。 作為本發明的一種優選方案，所述η型插入層是n-AlylGai_ylNAny2(}ai_y2N/GaN超晶格，所述P型插入層是p-AlJamNAnJauN/GaN超晶格，其中0彡yl，y2 < x，0彡zl, z2 < χ ;n型插入層電子濃度大於1019cm_3，ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η 型超晶格周期數1 20 ；所述ρ型超晶格周期數是1 20。作為本發明的一種優選方案，所述η型插入層是n-AlylIny2(}ai_yl_y2N，所述ρ型插入層是P-Alzl Inz2(iai_zl_z2N，其中0彡yl，y2 < X，0彡zl，ζ2 < χ ;n型插入層電子濃度大於 IO19Cm-3, ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η型層厚度IO-IOOnm ；所述ρ型層厚度 IO-IOOnm0本發明通過設計新型的LED結構，調節LED p-n結近鄰有源區的η型層施主濃度和P型層的受主濃度，進而有效減小LED P-n結耗盡層厚度，以增大LED的內部電容。進而實現提高LED抗靜電能力的目的。GaN基LED的等效模型可以認為由一個理想二極體和一個內建電容並聯組成。由於LED靜電放電能量消耗是和其電容成反比關係的，因此電容較高的GaN基LED相對不易受到靜電放電的影響而損傷。p-i_n LED的電容是可以看成是以耗盡層厚度為間距的平行板電容器，耗盡層厚度由激活的受主濃度和施主濃度決定，耗盡層厚度隨激活的受主濃度或施主濃度的增加而減小。本發明通過在p-i-n LED有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度和高空穴濃度的插入層，可以有效減小其耗盡層厚度，增加其內建電容。對於GaN材料體系，受主激活能相對較深，對於Mg在GaN中的受主激活能高達170 meV，而且受主的激活需要額外的退火工藝。從而導致P-GaN中低的空穴濃度，由於Mg在hGaN中的受主激活能相對較低，採用 P-InGaN或pdnGaN/GaN超晶格作為ρ型層可以有效降低ρ型層中受主激活能，提高空穴濃度。同時採用p-InGaN/GaN超晶格，利用^iGaN和GaN之間的壓電極化場，在超晶格阱壘界面處形成二維電子氣，進而有效改善空穴在平面內的擴展效果。對於GaN材料體系，η型摻雜元素主要是Si和Ge。它們的激活能比較低，為淺施主。Si在GaN中的激活能約為 20meV，常用SiH4作為摻雜劑，GaN電子濃度與SiH4的流量成線性關係，採用n_ (In) GaN 或n-hGaN/GaN超晶格通過調節Si的摻雜濃度獲得電子濃度大於1019cm_3 η型插入層。 採用金屬有機化合物氣相外延技術生長發光二極體，生長過程中使用三甲基鎵(TMGa)，三甲基銦(TiOn)，三甲基鋁(TMAl)作為III族源，氨氣(NH3)作為V族源，矽烷(SiH4)作為 η型摻雜源，二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型摻雜源，首先在A1203襯底上在530 550 高反應室壓力，氫氣(H2)氣氛下，三維生長20 30納米後的GaN緩衝層，在1000 1500 了下生長2 4微米厚n-GaN，在氮氣(N2)氣氛下，在750 850 _下生長10 100納米 n-IriyGahyN、 n-Al^In^Ga^yi^N^ Ii-InyGa^yNZGaN 或 n-Al^Ga^^N/In^Gai^N/GaN 超晶格η型插入層，在750 850 t下接著生長5 10周期InxGai_xN/GaN多量子阱有源區， 其中0. 1 < χ < 0. 35，在有源區上，在N2氣氛下，在750 850 ^；下生長10 100納米 P-InzGa1^zN, p-AlzlInz2Gai_zl_z2N, p-InzGai_zN/GaN 或 p-AlJaMN/lr^Ga^N/GaN 超晶格(其中0彡y，yl，y2 < X，0 ^ ζ, zl，ζ2 < χ)，超晶格周期數是1 20，最後在H2氣氛下，在 950 1040 ^生長厚度為100 500納米的p_GaN。通過優化η型插入層的結構如採用Ii-(In)GaN或n-(In)GaN/GaN超晶格、Si的摻雜濃度、生長厚度、h的組分等參數；及優化ρ型插入層的結構如採用P- (In) GaN或p- (In) GaN/GaN超晶格、Mg的摻雜濃度、h的組分等參數的優化有效提高LED p-n結內部電容，改善LED電流擴展效果，進而有效提高LED抗靜電能力。目前採用的提高LED防靜電能力的方法集中在外延生長和晶片製造及封裝中環節，存在工藝流程相對複雜，附加成本高，而且效果有限等問題。本發明通過設計新型的 LED結構，調節LED p-n結近鄰有源區的η型層施主濃度和ρ型層的受主濃度，進而有效控制LED p-n結耗盡層厚度，增大LED的內部電容，從而有效提高LED抗靜電能力的目的。
具體採用在多量子阱有源層(其中0. I = χ = 0. 35)兩邊生長高電子濃
度η型插入層和高空穴濃度ρ型插入層通過優化η型插入層的結構如採用n-Iny(}ai_yN、 n-AlylIny2Gai_yl_y2N, n-InyGai_yN/GaN 或 n-AlJamN/ln-feiwN/GaN 超晶格 η 型插入層、 Si的摻雜濃度、生長厚度、In的組分等參數；及優化ρ型插入層的結構如採用P^nzGai_zN、 p-AlzJnJa^-dNj-InzfeihN/feiN 或 p-AUGiimN/lnJahP/GaN 超晶格(其中 0 彡 y，yl， y2 < χ, 0 ^ ζ, zl, ζ2 < χ),、Mg的摻雜濃度、h的組分等參數的優化有效提高LED p-n 結內部電容，改善LED電流擴展效果，進而有效提高LED抗靜電能力，所涉及工藝流程均在外延生長中完成，不需要附加晶片工藝流程，具有工藝流程簡單，可重複性好，附加成本低等優點。


圖1本發明實施例一的結構示意圖。圖2本發明實施例二的結構示意圖。圖3本發明發光二極體抗靜電良率與反向電壓曲線圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的特徵、技術手段以及所達到的具體目的、功能，下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。本發明附圖標記說明如下藍寶石A1103襯底101、n-GaN層102、 Ii-Inci lGaa9N(ISnm)插入層 103、hxGai_xN/GaN 多量子阱有源層 104、η_Ιη0. Α0 9Ν(15ηπι) 插入 105、p-feiN 層 106、Ii-InaiGiia9N^ 5nm)/GaN (5nm)超晶格插入層 203、 P-InaiGiia9N(2. 5nm) /GaN(5nm)超晶格插入層 205。附圖3本發明發光二極體抗靜電良率與反向電壓曲線圖，其中曲線1是本發明中含高電子濃度和高空穴濃度的插入層發光二極體抗靜電良率與反向電壓曲線圖；曲線2是無高電子濃度和高空穴濃度的插入層發光二極體抗靜電良率與反向電壓曲線圖。本發明通過在p-i-n LED有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度和高空穴濃度的插入層，有效減小其耗盡層厚度，增加其內建電容，提高抗靜電能力。生長過程中使用三甲基鎵(TMGa)，三甲基銦(TMh)，三甲基鋁(TMAl)作為III族源，氨氣(NH3)作為V族源，矽烷(SiH4)作為η型摻雜源，二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型摻雜源，首先在Α1203襯底上在530 550 ,高反應室壓力，氫氣(H2)氣氛下，三維生長20 30納米後的GaN緩衝層，在1000 1500 8U下生長2 4微米厚n-GaN,在氮氣(N2)氣氛下，在750 850 _下生長一定厚度!!-化盧 -力、n-AlylIny2Gai_yl_y2N, n-InyGai_yN/GaN 或 p-AlJamNAnJawN/GaN 超晶格η型插入層，在750 850 下接著生長多周期hxGai_xN/GaN多量子阱有源區，其中 0. 1彡χ彡0. 35，在有源區上，在N2氣氛下，在750 850 下生長一定厚度p-hfa^N、 p-AlzJnJa^-dNj-InzfeihN/feiN 或 p-AUGiimN/lnJahP/GaN 超晶格(其中 0 彡 y，yl， y2 < χ, 0 ^ z,zl,z2 < χ)，超晶格周期數是1 20，最後在H2氣氛下，在950 1040 生長p-GaN。η型插入層是n-InGaN，該層的厚度為lO-lOOnm，η型插入層電子濃度大於1(/5^^4 ； 或η型插入層是n-hGaN/GaN，該層的周期數為1 20，η型插入層電子濃度大於
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或η型插入層是n-AWaN/lnGaN/GaN，該層的周期數為1 20，η型插入層電子濃度大
P型插入層是p-hGaN，該層的厚度為10 lOOnm，ρ型插入層空穴濃度要求大於
或P型插入層是p-hGaN/GaN，該層的周期數為1 20 ； 或P型插入層是p-AWaN/lnGaN/GaN，該層的周期數為1 20。p-InGaN,p-InGaN/GaN或p_AlGaN/InGaN/GaN超晶格以有效降低ρ型層中受主激活能，提高空穴濃度的方法。Ii(P)-InGaN插入層應力馳豫臨界厚度的控制由於^iGaN插入曾合金存在應力馳豫臨界厚度，當InGaN層厚度超過臨界厚度將會在界面處產生大量的位錯，進而影響器件的光電性質，InGaN層的臨界厚度隨h組分的增加而減小。對於特定h組分的InGaN插入層，厚度應控制在臨界厚度之內。P-型層受主激活和空穴濃度的有效控制，由於P-GaN深的受主激活能，對於Mg在GaN中的受主激活能高達170 meV，從而導致ρ-GaN中低的空穴濃度，採用PdnGaN或p-hGaN/GaN超晶格以有效降低ρ型層中受主激活能，提高空穴濃度。本發明通過在p-i-n LED有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度和高空穴濃度的插入層，有效減小其耗盡層厚度，增加其內建電容，進而實現提高LED抗靜電能力的目的。圖1是根據本發明實施例一的用於實現本發明的p-i-n LED結構示意圖，圖1中包括 A1203 襯底 101，n-GaN 層 102，高電子濃度 η_Ιηα ^Eia9N 插入層 103，In0.18Ga0.82N/GaN 多量子阱有源層104，高空穴濃度PdnaiGEia9N插入層105，p_GaN層106。圖2是根據本發明實施例二的用於實現本發明的p-i-n LED結構示意圖，圖2中包括A1203襯底101，n-GaN層102，高電子濃度n_InQ. Aiia9NAiaN超晶格插入層203，10個周期Inai8GEia82NAkiN多量子阱有源層104，高空穴濃度P-InaiGEia 9N/GaN超晶格插入層205， P-GaN層106。其中高電子濃度η型層，電子濃度為1019cnT3，η型層採用n-GaN^-InGaN或 n-^GaN/GaN超晶格或其它結構只要滿足電子濃度高於IO19CnT3的原則都在本專利保護的範圍之內。其中高空穴濃度P型層，空穴濃度要求高於1018cm_3，ρ型層採用p-Galp-InGaN 或p-^GaN/GaN超晶格或其它結構只要滿足高空穴濃度的原則都在本專利保護的範圍之內。實施例一
使用Aixtron公司，緊耦合垂直反應室MOCVD生長系統，。生長過程中使用三甲基鎵 (TMGa)，三甲基銦(TMh)，三甲基鋁(TMAl)作為III族源，氨氣(NH3)作為V族源，矽烷 (SiH4)作為η型摻雜源，二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型摻雜源，首先在MOCVD反應室中將藍寶石Α1103襯底101加熱到1100 在壓下處理5分鐘，然後降溫到在530 550妙 Α1203襯底上，高反應室壓力，氫氣(H2)氣氛下，三維生長20 30納米後的GaN緩衝層，在 1000 1500 下生長4微米厚n-GaN層102，在氮氣(N2)氣氛下，在750 850 下生長15納米厚，電子濃度為IO19cm-3 ^ H-In0^Ga0.9N(15nm)插入層103，接著生長10個周期 In0.18Ga0.82N(2. 5nm) /GaN(15nm)多量子阱有源區104，。在有源區上，在氮氣( )氣氛下，在 750 850 下生長15納米厚，空穴濃度為IO18CnT3的ρ_Ιη0. Α0.9Ν(15ηπι)插入層105，最後在H2氣氛下，在950 1040 6G下生長厚度為200納米的p_GaN層106。實施例二
使用Aixtron公司，緊耦合垂直反應室MOCVD生長系統。生長過程中使用三甲基鎵 (TMGa)，三甲基銦(TMh)，三甲基鋁(TMAl)作為III族源，氨氣(NH3)作為V族源，矽烷 (SiH4)作為η型摻雜源，二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型摻雜源，首先在MOCVD反應室中將藍寶石Α1103襯底101加熱到1100 在H2下處理5分鐘，然後降溫到在530 550 ^在 A1203襯底上，高反應室壓力，氫氣(H2)氣氛下，三維生長20 30納米後的GaN緩衝層，在 1000 1500 下生長4微米厚n-GaN層102，在氮氣(N2)氣氛下，在750 8501^J下生長多周期的，電子濃度為IO19CnT3的n-InaiG￡ia9N(2. 5nm)/GaN(5nm)超晶格插入層203，超晶格周期數是10，接著生長10個周期Inai8Giia82N (2. 5nm)/GaN(15nm)多量子阱有源區104， 在有源區上，在氮氣( )氣氛下，在750 850 ;下生長多周期的，空穴濃度為IO18CnT3的 P-In0. ^9N(2. 5nm)/GaN(5nm)超晶格插入層205，超晶格周期數是10，最後在H2氣氛下，在950 1040 t下生長厚度為生長厚度為200納米的ρ-GaN層106。採用本發明中技術生長製作的LED晶片顯示優異的光電性質，可靠性和穩定性大副度提高。在-2000V人體模式下，抗靜電能力良率大於95%，如圖3所示。以上所述的實施例僅為說明本發明的技術思想及特點，其描述較為具體和詳細， 其目的在於使本領域的普通技術人員能夠了解本發明的內容並據以實施，因此不能僅以此來限定本發明的專利範圍，但並不能因此而理解為對本發明範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，即凡依據本發明所揭示的精神所作的變化，仍應涵蓋在本發明的專利範圍內。
權利要求
1.一種採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，採用金屬有機化合物氣相外延方法，通過在p-i-n LED有源層近鄰兩邊分別引入高電子濃度和高空穴濃度的插入層，使用三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁作為III族源，氨氣作為V族源，矽烷作為η型摻雜源，二茂鎂作為P型摻雜源，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一，在金屬有機化合物氣相外延反應室中將藍寶石Α1103襯底在氫氣氣氛下， 1040 1200 處理5分鐘，然後降低溫度，在530 550 1,反應室壓力500 torr，在氫氣氣氛下，三維生長20 30納米的GaN緩衝層，再在1000 1500 _下生長2 4微米厚n-feN層；步驟二，在氮氣氣氛下，在750 850 β(7下生長高電子濃度的η型插入層，接著生長多個周期hx(iai_xN/GaN多量子阱有源區，其中0. 1彡χ彡0. 35 ；在有源區上，在氮氣氣氛下， 在750 850 6G下生長高空穴濃度的ρ型插入層；步驟三，在氫氣氣氛下，在950 1040 生長p-GaN層。
2.根據權利要求1所述的採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，其特徵在於所述η型插入層採用n-Iny(iai_yN、n-AlylIny2Gai_yl_y2N, n-InyGai_yN/GaN或n-AlJamN/lr^feiwN/GaN超晶格η型插入層，所述ρ型插入層是 P-InzGa1^zN, p-AlzlInz2Gai_zl_z2N, p-InzGai_zN/GaN 或 p-AlJaMN/lr^Ga^N/GaN 超晶格(其中0彡y，yl，y2 < χ，0彡ζ, zl，z2 < x)，超晶格周期數是1 20。
3.根據權利要求1所述的採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，其特徵在於所述η型插入層是n-Iny(iai_yN，所述ρ型插入層是p_hzGai_zN， 其中0彡y<x，0彡z<x，所述η型插入層電子濃度大於1019cm_3，ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cnT3，所述η型插入層厚度是10 IOOnm ；所述ρ型插入層厚度是10 lOOnm。
4.根據權利要求1所述的採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，其特徵在於所述η型插入層是n-hyGai_yN/GaN超晶格，所述ρ型插入層是 p-InzGai_zN/GaN超晶格，其中0 ^ y < x, 0彡ζ < χ，η型插入層電子濃度大於1019cm_3，ρ 型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η型超晶格周期數1 20 ；所述ρ型超晶格周期數是1 20。
5.根據權利要求1所述的採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，其特徵在於所述η型插入層是n-Alyl(iai_ylNAny2(;ai_y2N/GaN超晶格，所述ρ 型插入層是 p-AlJamN/lr^GauN/GaN 超晶格，其中 0 彡 yl，y2 < x，0 彡 zl，z2 < χ, η 型插入層電子濃度大於1019cm_3，ρ型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η型超晶格周期數1 20 ；所述ρ型超晶格周期數是1 20。
6.根據權利要求1所述的採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，其特徵在於所述η型插入層是n-AlyJny2(iai_yl_y2N，所述ρ型插入層是P-Alzl hz2Gai_zl_z2N，其中 0 彡 yl，y2 < χ，0 彡 zl, z2 < χ, η 型插入層電子濃度大於 1019cm_3，ρ 型插入層空穴濃度要求大於1018cm_3，所述η型層厚度10 IOOnm ；所述ρ型層厚度10 IOOnm0
全文摘要
本發明公開了一種採用金屬有機化合物氣相外延技術生長高抗靜電能力發光二極體的方法，減小其耗盡層厚度，增加其內建電容。本發明首先在金屬有機化合物氣相外延反應室中將藍寶石Al2O3襯底在氫氣氣氛下處理5分鐘，然後在氫氣氣氛下，三維生長GaN緩衝層，再生長n-GaN層；在氮氣氣氛下生長高電子濃度的n型插入層，接著生長多個周期多量子阱有源區；在有源區上，在氮氣氣氛下，生長高空穴濃度的p型插入層；在氫氣氛下生長p-GaN層。本發明具有工藝流程相對簡單，可重複性好，附加成本低，採用本發明中技術生長製作的LED晶片顯示優異的光電性質，可靠性和穩定性大副度提高。
文檔編號C30B29/40GK102332510SQ20111028176
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者孫永建, 張國義, 楊紹林, 殷淑儀, 賈傳宇, 陸羽, 高宗偉 申請人:東莞市中鎵半導體科技有限公司