一种发光二极管外延片的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片的制造方法，属于半导体技术领域。包括：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层；控制生长温度为1050℃～1100℃，生长压力为300torr～600torr，在低温二维层上生长高温高压三维层；控制生长温度为1000℃～1050℃，生长压力为100torr～300torr，在高温高压三维层上生长低温低压三维层，低温低压三维层的生长压力低于高温高压三维层的生长压力；在低温低压三维层上依次生长未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层。本发明专利技术利用高温高压三维层快速填平图形化蓝宝石衬底的表面图形之间的空间，最终提高发光二极管的抗静电能力。

Method for manufacturing LED epitaxial slice

The invention discloses a manufacturing method of a light-emitting diode epitaxial wafer, belonging to the field of semiconductor technology. Including: the sapphire substrate on the graph, low temperature growth of 2D layer; control of temperature for the growth of 1050 to 1100 DEG C, the growth pressure is 300torr ~ 600torr, the growth of high temperature and high pressure in the low temperature layer 3D 2D layer; controlled growth temperature is 1000 to 1050 DEG C, the growth pressure is 100torr ~ 300torr, the growth of low temperature and low pressure layer in 3D high temperature and high pressure on the growth of three-dimensional layer, low temperature and low pressure pressure three-dimensional layer lower than the growth pressure of high temperature and high pressure three-dimensional layer; at low temperature and low pressure layer in three-dimensional growth of undoped GaN layer, N type gallium nitride layer, stress release layer, a multi quantum well layer, electron blocking layer and the P type gallium nitride layer. The invention rapidly utilizes the high temperature and high pressure three-dimensional layer to fill the space between the surface patterns of the patterned sapphire substrate, and ultimately improves the antistatic capability of the led.

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管外延片的制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管外延片的制造方法。
技术介绍
半导体发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。氮化镓基材料是LED的优良材料，具有禁带宽度大、电子漂移速度不易饱和、击穿场强大、介电常数小、导热性能好、耐高温、抗腐蚀等优点。氮化镓基材料绝大多数生长在蓝宝石衬底上，特别是图形化蓝宝石衬底(英文：PatternedSapphireSubstrate，简称PSS)上。PSS表面的图形可以改变出射光的角度，增加全反射，从而提高LED的正向出光。目前为了充分利用PSS增加全反射，PSS表面的图形的尺寸越来越大。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：PSS表面的图形的尺寸越来越大，PSS表面中的C面的面积相应减少。由于C面最利于氮化镓基材料生长，因此C面的减少导致氮化镓基生长困难，长出的氮化镓晶体质量较差，缺陷密度增加，LED的抗静电能力随之降低。
技术实现思路
为了解决现有技术氮化镓基生长困难，缺陷密度增加，影响LED的抗静电能力的问题，本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层；控制生长温度为1050℃～1100℃，生长压力为300torr～600torr，在所述低温二维层上生长高温高压三维层；控制生长温度为1000℃～1050℃，生长压力为100torr～300torr，在所述高温高压三维层上生长低温低压三维层；在所述低温低压三维层上依次生长未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层。可选地，所述高温高压三维层的生长温度为1060℃，所述低温低压三维层的生长温度为1010℃。可选地，所述高温高压三维层的生长压力为600torr，所述低温低压三维层的生长压力为200torr。可选地，所述高温高压三维层和所述低温低压三维层的厚度之和为1.7μm～1.8μm。可选地，所述高温高压三维层和所述低温低压三维层的厚度比为0.8～1.2。可选地，所述高温高压三维层的厚度为0.8μm～1μm，所述低温低压三维层的厚度为0.8μm～1μm。优选地，所述高温高压三维层的厚度为1μm，所述低温低压三维层的厚度为0.8μm。可选地，所述低温二维层的生长温度为540℃。可选地，所述低温二维层的厚度为25nm。可选地，在所述在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层之前，所述制造方法还包括：在所述图形化蓝宝石衬底上生长氮化铝层。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层之后，先在1050℃～1100℃的高温和和300torr～600torr的高压下生长高温高压三维层，高温高压三维层的生长温度较高，生长速率较快，可以快速填平图形化蓝宝石衬底的表面图形之间的空间，增加氮化镓基材料生长的C面面积，弥补由于图形化蓝宝石衬底的表面图形尺寸增加所减少的衬底C面面积，缓解由此带来的生长困难和缺陷密度增加的问题，降低缺陷密度，提高发光二极管的抗静电能力。再在1000℃～1050℃的低温和100torr～300torr的低压下生长低温低压三维层，低温低压三维层的三维岛状可以将缺陷的方向从垂直向上变为倾斜向上，相邻两个倾斜向上的缺陷会合后产生湮灭，降低了外延片的缺陷密度，提高了外延片的晶体质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种发光二极管外延片的制造方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的发光二极管外延片的结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的一种发光二极管外延片的制造方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法，参见图1，该制造方法包括：步骤101：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层。在本实施例中，低温二维层为氮化镓层。可选地，在步骤101之前，该制造方法还可以包括：在图形化蓝宝石衬底上生长氮化铝层。可以理解地，此时低温二维层在氮化铝层上生长。由于蓝宝石的主要成分为氧化铝，低温二维层的成分为氮化镓，在图形化蓝宝石衬底和低温二维层之间插入氮化铝层，可以降低蓝宝石和氮化镓之间的晶格失配，降低外延片的缺陷密度，提高发光二极管的抗静电能力。在具体实现中，到达氮化铝表面的氮化镓原子会先平铺在氮化铝层上，生长出低温二维层。由于蓝宝石衬底、氮化铝、以及氮化镓之间存在一定的晶格失配，因此平铺一层之后，氮化镓原子会先在比较容易成核的地方聚集成核，后面到达的氮化镓原子聚集在核的周围，使核不断长大，生长出高温高压三维层(详见步骤102)。核长大到一定程度，会与相邻的核合并，最终使氮化镓原子再次平铺在氮化铝层上，生长出低温低压三维层(详见步骤103)。步骤102：控制生长温度为1050℃～1100℃，生长压力为300torr～600torr，在低温二维层上生长高温高压三维层。在本实施例中，高温高压三维层为氮化镓层。需要说明的是，三维层的生长条件为低温或者高压，本实施例通过将生长压力300torr～600torr，从而实现三维层的生长。可选地，高温高压三维层的厚度可以为0.8μm～1μm。若高温高压三维层的厚度小于0.8μm，则可能无法填平图形化蓝宝石衬底的表面图形之间的空间，最终无法实现降低缺陷密度、以及提高发光二极管的抗静电能力的效果；若高温高压三维层的厚度大于1μm，则可能会由于太厚而引入新的缺陷。步骤103：控制生长温度为1000℃～1050℃，生长压力为100torr～300torr，在高温高压三维层上生长低温低压三维层。在本实施例中，低温低压三维层为氮化镓层。可选地，低温低压三维层的厚度可以为0.8μm～1μm。若低温低压三维层的厚度小于0.8μm，则可能由于太薄而不能为后续各层的生长提供较好的平面；若低温低压三维层的厚度大于1μm，则可能造成材料的浪费。可选地，高温高压三维层和低温低压三维层的厚度之和可以为1.7μm～1.8μm。若高温高压三维层和低温低压三维层的厚度之和小于1.7μm，则可能由于太薄而导致最终无法实现降低缺陷密度、以及提高发光二极管的抗静电能力的效果；若高温高压三维层和低温低压三维层的厚度之和大于1.8μm，则可能造成材料的浪费。可选地，高温高压三维层和低温低压三维层的厚度比可以为0.8～1.2。若高温高压三维层和低温低压三维层的厚度比小于0.8，则高温高压三维层太薄，可能无法填平图形化蓝宝石衬底的表面图形之间的空间，最终无法实现降低缺陷密度、以及提高发光二极管的抗静电能力的效果，或者低温低压三维层太厚，造成材料的浪费；若高温高压三维层和低温低压三维层的厚度比大于1.2，则高温高压三维层太厚，引入新的缺陷，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管外延片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层；控制生长温度为1050℃～1100℃，生长压力为300torr～600torr，在所述低温二维层上生长高温高压三维层；控制生长温度为1000℃～1050℃，生长压力为100torr～300torr，在所述高温高压三维层上生长低温低压三维层；在所述低温低压三维层上依次生长未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：在图形化蓝宝石衬底上生长低温二维层；控制生长温度为1050℃～1100℃，生长压力为300torr～600torr，在所述低温二维层上生长高温高压三维层；控制生长温度为1000℃～1050℃，生长压力为100torr～300torr，在所述高温高压三维层上生长低温低压三维层；在所述低温低压三维层上依次生长未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述高温高压三维层的生长温度为1060℃，所述低温低压三维层的生长温度为1010℃。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述高温高压三维层的生长压力为600torr，所述低温低压三维层的生长压力为200torr。4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡任浩，郭炳磊，胡加辉，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32