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1、(10)申请公布号 CN 103088416 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103088416 A *CN103088416A* (21)申请号 201210592958.5 (22)申请日 2012.12.29 C30B 25/16(2006.01) C30B 29/38(2006.01) H01L 33/00(2010.01) (71)申请人 光达光电设备科技 （嘉兴） 有限公司 地址 314300 浙江省嘉兴市海盐县盐北路 211 号科创园西区 1 号楼 3 楼 (72)发明人 林翔 梁秉文 (74)专利代理机构 上海思微知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 31。
2、237 代理人 郑玮 (54) 发明名称 LED 外延片沉积方法和 LED 外延片沉积设备 (57) 摘要 本发明涉及一种 LED 外延片沉积方法及用于 实施该方法的 LED 外延片沉积设备。所述 LED 外 延片包括衬底、 N 型氮化 III 族材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层 ； 所述 LED 外延片沉积方法包括 ： 提供一反应腔， 衬底 被放置到反应腔中 ； 在所述反应腔中加热所述衬 底 ； 向所述反应腔中通入包含氮气的反应腔环境 气体 ； 向所述反应腔中通入氮源气体和 III 族源 ； 所述氮源气体和所述 III 族源在所述反应腔环境 气体环境中反。
3、应并在所述衬底上沉积形成所述 N 型氮化III族材料层、 所述氮化III族材料量子阱 层和所述P型氮化III族材料层。 本发明的LED外 延片沉积方法能够提高 LED 外延片的沉积速率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103088416 A CN 103088416 A *CN103088416A* 1/1 页 2 1. 一种 LED 外延片沉积方法， 所述 LED 外延片包括衬底、 N 型氮化 III 族材料层、 氮化 III。
4、 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层 ； 所述 LED 外延片沉积方法包括 ： 提供一反应 腔， 衬底被放置到反应腔中 ； 在所述反应腔中加热所述衬底 ； 向所述反应腔中通入包含氮 气的反应腔环境气体 ； 向所述反应腔中通入氮源气体和III族源 ； 所述氮源气体和所述III 族源在所述反应腔环境气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述N型氮化III族材料 层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层。 2.根据权利要求1所述的LED外延片沉积方法， 其特征在于 ： 沉积所述N型氮化III族 材料层或所述 P 型氮化 III 族材料层的过程中， 所述反应。
5、腔环境气体为氢气和氮气的混合 气体。 3. 根据权利要求 1 所述的 LED 外延片沉积方法， 其特征在于 ： 所述通入氮气和氢气的 流量比例大于等于 1 9。 4. 根据权利要求 1 所述的 LED 外延片沉积方法， 其特征在于 ： 所述氮化 III 族材料量 子阱层为含铟 (In) 的氮化 III 族材料量子阱层， 在沉积形成所述氮化 III 族材料量子阱层 的过程中， 所述反应腔环境气体为氮气。 5.根据权利要求4所述的LED外延片沉积方法， 其特征在于 ： 沉积所述N型氮化III族 材料层或所述 P 型氮化 III 族材料层的过程中， 所述反应腔环境气体为氮气。 6. 根据权利要求 1。
6、 所述的 LED 外延片沉积方法， 其特征在于 ： 所述反应腔环境气体至 少作为所述氮源气体和所述 III 族源气体之一的载气， 所述反应腔环境气体、 所述氮源气 体和所述 III 族源气体同时通入所述反应腔。 7.根据权利要求2所述的LED外延片沉积方法， 其特征在于 ： 沉积所述N型氮化III族 材料层或所述 P 型氮化 III 族材料层的过程中， 所述反应腔环境气体作为所述氮源气体的 载气， 所述反应腔环境气体与所述氮源气体同时通入所述反应腔。 8. 根据权利要求 1 至 7 中任一项所述的 LED 外延片沉积方法， 其特征在于 ： 所述 N 型 氮化 III 族材料层为 N 型氮化镓材。
7、料层， 所述 P 型氮化 III 族材料层为 P 型氮化镓材料层 ； 沉积所述 N 型氮化 III 族材料层或所述 P 型氮化 III 族材料层的过程中， 所述 III 族源为 镓源。 9. 根据权利要求 8 所述的 LED 外延片沉积方法， 其特征在于 ： 所述氮化 III 族材料量 子阱层为 InGaN/GaN、 InAlGaN/GaN、 InGaN/AlGaN 或 InAlGaN/AlGaN 量子阱层 ； 沉积所述氮 化 III 族材料量子阱层的过程中， 所述 III 族源气体为镓源、 铟源和氮源气体的混合气体、 铝源和氮源的混合气体或铟源、 铝源和氮源气体的混合气体。 10. 一种 L。
8、ED 外延片沉积设备， 其包括反应腔和气体源 ； 其特征在于 ： 所述气体源包括 与所述反应腔连接的氮源气体源、 III 族源和反应腔环境气体源， 所述反应腔环境气体源与 反应腔连接， 所述反应腔环境气体源用于向所述反应腔通入包含氮气的反应腔环境气体 ； 所述氮源气体源和所述 III 族源分别向所述反应腔通入氮源气体和 III 族源， 所述氮源气 体和 III 族源在反应腔环境气体环境中反应并沉积形成所述 LED 外延片的 N 型氮化 III 族 材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层。 11. 根据权利要求 10 所述的 LED 外延片沉积设备， 其特征在于 。
9、： 所述反应腔环境气体 源为氮气源， 所述氮气源向所述反应腔提供氮气作为反应腔环境气体。 权 利 要 求 书 CN 103088416 A 2 1/6 页 3 LED 外延片沉积方法和 LED 外延片沉积设备 技术领域 0001 本发明涉及 LED 外延片生产技术领域， 特别涉及一种 LED 外延片沉积方法及用于 实施该方法的 LED 外延片沉积设备。 背景技术 0002 自氮化镓 (GaN) 基第三代半导体材料的兴起， 蓝光发光二极管 (LED) 外延结构研 制成功， 发光二极管芯片的发光强度和白光发光效率不断提高。半导体发光元件被认为是 下一代进入通用照明领域的新型光源， 因此得到广泛关注。
10、。 0003 现有技术中的氮化镓LED外延片通常包括依次层叠的N型氮化镓材料层、 铟钾氮/ 氮化镓材料量子阱层和 P 型氮化镓材料层。沉积所述氮化镓 LED 外延片的方法通常包括 ： 提供一反应腔， 待处理衬底设置在反应腔中 ； 向所述反应腔中通入氢气， 所述氢气作为所述 反应腔中的环境气体， 向所述反应腔中通入镓源 ( 如 ： 三甲基镓 (TMG) 和氮源气体 ( 氨 气 (NH3)， 同时通入 N 型掺杂气体， 所述镓源和所述氮源气体在氢气环境气体的环境中反 应并在所述衬底上沉积形成一层 N 型氮化镓材料层 ； 接着， 向所述反应腔中通入如氮气， 所 述氮气作为所述反应腔中的环境气体， 向。
11、所述反应腔中通入镓源、 铟源和氮源气体， 所述镓 源、 铟源和氮源气体在氮气环境气体的环境中反应并在所述 N 型氮化镓材料层上沉积形成 铟镓氮 / 氮化镓量子阱层 ； 然后， 向所述反应腔中通入氢气， 所述氢气作为所述反应腔中的 环境气体， 向所述反应腔中通入镓源气体和氮源气体， 同时通入 P 型掺杂源， 所述镓源和所 述氮源气体在氢气环境气体的环境中反应并在所述衬底上沉积形成一层 P 型氮化镓材料 层。 0004 现有技术沉积所述 N 型氮化镓材料层和所述 P 型氮化镓材料层的过程， 氮源气体 将会分解出氮原子， 氮原子在与镓源气体中分解出的稼原子结合生成氮化镓 ； 氮化镓沉积 在衬底上形成。
12、氮化镓薄膜。然而， 氮源气体 ( 通常为氨气 ) 通常很难分解， 因此反应气体中 有效的氮原子含量较低， 而且， 所述氮源气体分解得到的氮原子会复合成氮气分子 N2 ； 使 得反应气体中有效的氮原子成分减少， 从而使得氮化镓的沉积速率较低， 进而使得所述氮 化镓 LED 外延片沉积效率降低 ； 为了维持氮源气体分解得到的氮原子浓度， 则需要通入较 多的氮源气体， 造成氮源气体的浪费， 增加成本。 0005 同理， 其他氮化 III 族材料的 LED 外延片沉积生产过程， 在进行薄膜沉积工艺时， 也会因为氮源气体分解出来的氮原子结合成氮气分子而使得沉积速率降低， 从而使得氮化 III 族材料的 。
13、LED 外延片沉积效率降低。 0006 因此， 有必要研发一种能够提高氮化III族材料LED外延片沉积效率， 减少氮源气 体使用量的 LED 外延片沉积方法。 发明内容 0007 现有技术的 LED 外延片沉积方法存在氮化 III 族材料 LED 外延片沉积效率较低， 氮源气体使用量多的问题， 因此， 有必要提供一种能解决上述问题的 LED 外延片沉积方法。 说 明 书 CN 103088416 A 3 2/6 页 4 0008 一种LED外延片沉积方法， 所述LED外延片包括衬底、 N型氮化III族材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层 ； 所述 LED 外延。
14、片沉积方法包括 ： 提供一反应 腔， 衬底被放置到反应腔中 ； 在所述反应腔中加热所述衬底 ； 向所述反应腔中通入包含氮 气的反应腔环境气体 ； 向所述反应腔中通入氮源气体和III族源 ； 所述氮源气体和所述III 族源在所述反应腔环境气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述N型氮化III族材料 层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层。 0009 本发明还提供一种解决上述问题的 LED 外延片沉积设备。 0010 一种 LED 外延片沉积设备， 其包括反应腔和气体源 ； 所述气体源包括与所述反应 腔连接的氮源气体源、 III 族源和反应腔环境气体源， 所述反。
15、应腔环境气体源与反应腔连 接， 所述反应腔环境气体源用于向所述反应腔通入包含氮气的反应腔环境气体 ； 所述氮源 气体源和所述 III 族源分别向所述反应腔通入氮源气体和 III 族源， 所述氮源气体和 III 族源在反应腔环境气体环境中反应并沉积形成所述 LED 外延片的 N 型氮化 III 族材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层。 0011 与现有技术相比较， 本发明的LED外延片沉积方法中， 所述氮源气体和所述III族 源在所述包含氮气的反应腔环境气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所。
16、述 P 型氮化 III 族材料层 ； 由于所述氮源 气体和所述 III 族源气体在所述包含氮气的反应腔环境气体环境中反应， 即所述氮源气体 和所述 III 族源的反应环境中具有一定的氮气压， 当所述氮源气体分解出氮原子时， 所述 氮气会抑制所述氮原子合成为氮气 N2， 从而增加了反应气体中有效的氮原子的含量， 提高 所述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层 的沉积速率， 进而使得所述 LED 外延片沉积效率提高， 同时减少氮源气体的使用量。 附图说明 0012 图 1 是实施本发明 LED 外延片沉积方法第一实施方式的 LED 。
17、外延片沉积设备结构 示意图。 0013 图 2 是本发明 LED 外延片沉积方法第一实施方式的方法流程图。 0014 图 3 是执行图 2 所示步骤 S3 的方法流程图。 0015 图 4 是实施本发明 LED 外延片沉积方法第二实施方式的 LED 外延片沉积设备结构 示意图。 具体实施方式 0016 现有技术的 LED 外延片包括衬底、 N 型氮化 III 族材料层、 氮化 III 族材料量子阱 层和 P 型氮化 III 族材料层 ； 现有技术的 LED 外延片沉积方法存在沉积效率较低氮源气体 使用量多的问题 ； 为解决现有技术的问题， 本发明提供一能够提高 LED 外延片沉积效率的 LED。
18、 外延片沉积方法。所述 LED 外延片沉积方法包括 ： 提供一反应腔， 衬底被放置到反应腔 中 ； 在所述反应腔中加热所述衬底 ； 向所述反应腔中通入包含氮气的反应腔环境气体 ； 向 所述反应腔中通入氮源气体和 III 族源 ； 所述氮源气体和所述 III 族源在所述反应腔环境 气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材 料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层。 说 明 书 CN 103088416 A 4 3/6 页 5 0017 与现有技术相比较， 本发明的LED外延片沉积方法中， 所述氮源气体和所述III族 源气体在所述包含氮。
19、气的反应腔环境气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述 N 型 氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层 ； 由于所述 氮源气体和所述 III 族源在所述包含氮气的反应腔环境气体环境中反应， 即所述氮源气体 和所述 III 族源气体的反应环境中具有一定的氮气压， 当所述氮源气体分解出氮原子时， 所述氮气会抑制所述氮原子合成为氮气 N2， 从而增加了反应气体中有效的氮原子的含量， 提高所述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材 料层的沉积速率， 进而提高所述 LED 外延片沉积效率，。
20、 较少氮源气体的使用量。 0018 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 0019 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明， 但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施， 因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。 0020 请参阅图1， 图1是实施本发明LED外延片沉积方法第一实施方式的LED外延片沉 积设备结构示意图。所述 LED 外延片沉积设备 1 包括反应腔 11、 气体源 12 和气体管道 13。 所述气体管道 13 连接所述反应腔 11 和所述气体源 12。所述气体源 12 通过所述气。
21、体管道 13 向所述反应腔 11 中输入反应气体和反应腔环境气体。 0021 所述反应腔11包括设置在所述反应腔11顶部的喷淋头以及设置在所述反应腔11 底部的衬底承载座 14 和加热器 15。所述喷淋头与所述衬底承载座 14 相对设置。所述衬底 承载座 14 用于承载待处理衬底。所述喷淋头与所述气体管道 13 相连。所述喷淋头用于引 入反应气体， 并将所述反应气体喷射到承载在所述衬底承载座 14 上的衬底上。所述加热器 15 用于加热所述衬底。 0022 所述气体源 12 包括 III 族源、 氮源气体源和反应腔环境气体源。所述反应腔环境 气体源用于向所述反应腔 11 中输入含氮反应腔环境气。
22、体。所述反应腔环境气体输入到所 述反应腔 11 中， 使得所述反应腔 11 中充满所述反应腔环境气体。所述反应腔环境气体优 选的包括氮气和氢气的混合气体 ； 所述环境气体还可以是氮气。所述 III 族源和所述氮源 气体源分别用于向所述反应腔 11 输入 III 族源和氮源气体。所述 III 族源和氮源气体在 所述反应腔环境气体的环境中分解、 反应并在所述衬底上沉积形成所述 LED 外延片的 N 型 氮化 III 族材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材料层。其中所述 III 族 源优选的是铝源、 镓源、 铟源或上述的组合， 所述氮源气体优选的为氨气。 0023 请参。
23、阅图 2， 图 2 是本发明 LED 外延片沉积方法第一实施方式的方法流程图。所 述 LED 外延片沉积方法可以在如上所述的 LED 外延片沉积设备中进行 ； 所述 LED 外延片沉 积方法包括以下步骤 ： 0024 S1 ： 提供一反应腔， 将待处理衬底放置到所述反应腔中 ； 0025 S2 ： 加热所述衬底 ； 0026 S3 ： 向所述反应腔中通入包含氮气的反应腔环境气体 ； 向所述反应腔中通入氮源 气体和III族源， 所述氮源气体和III族源在反应腔环境气体的环境中反应， 并在所述衬底 上沉积形成 N 型氮化 III 族材料层、 氮化 III 族材料量子阱层和 P 型氮化 III 族材。
24、料层。 0027 在上述步骤 S1 中， 所述 LED 外延片沉积设备 1 具有反应腔 11 ； 所述衬底被设置在 说 明 书 CN 103088416 A 5 4/6 页 6 所述反应腔 11 中的衬底承载座 14 上， 其中， 所述衬底可是蓝宝石衬底、 氮化硅衬底或氮化 镓衬底。优选的， 所述衬底为蓝宝石衬底。 0028 在步骤 S2 中， 所述反应腔 11 中的加热器 15 对放置在所述衬底承载座 14 上的衬 底进行加热， 使得所述衬底达到工艺需要的氮化 III 族材料沉积温度。 0029 请同时参阅图 3， 图 3 是执行图 2 所示步骤 S3 的方法流程图。执行步骤 S3 包括一 。
25、下步骤 ： 0030 S31 ： 向所述反应腔 11 中通入含氮气的第一反应腔环境气体 ； 向反应腔 11 中通入 III 族源气体和氮源气体， 同时通入 N 型掺杂气体， 所述 III 族源和所述氮源气体在第一反 应腔环境气体的环境中反应并在衬底上沉积形成 N 型氮化 III 族材料层。 0031 S32 ： 向所述反应腔 11 中通入含氮气的第二反应腔环境气体 ； 向反应腔 11 中通入 III 族源和氮源气体， 所述 III 族源和所述氮源气体在第二反应腔环境气体的环境中反应 并在 N 型氮化 III 族材料层上沉积形成氮化 III 族材料量子阱层。 0032 S33 ： 向所述反应腔 。
26、11 中通入含氮气的第三反应腔环境气体 ； 向反应腔 11 中通入 III 族源和氮源气体， 同时通入 P 型掺杂气体， 所述 III 族源和所述氮源气体在第三反应腔 环境气体的环境中反应并在氮化 III 族材料量子阱层上沉积形成 P 型氮化 III 族材料层。 0033 在上述步骤 S31 中， 所述环境气体源通过所述管道 13 向所述反应腔 11 中输入包 含氮气的第一反应腔环境气体， 使得所述反应腔 11 中充满所述第一反应腔环境气体 ； 从而 使得所述反应腔内形成含氮第一反应腔环境气体环境。然后所述氮源气体源和所述 III 族 源分别通过气体管道 13 向所述反应腔 11 输入氮源气体。
27、和 III 族源 ； 同时一 N 型掺杂气体 也同时被输入到所述反应腔 11 中。所述氮源气体和所述 III 族源以及所述 N 型掺杂气体 在所述反应腔 11 内的第一反应腔环境气体的环境中， 在所述被加热的衬底上反应并沉积 形成所述 N 型氮化 III 族材料层。其中， 所述氮源气体优选的氨气 ； 所述 N 型掺杂气体为硅 烷。所述 III 族源可选的可以是铝源、 镓源或铟源， 所述 N 型氮化 III 族材料分别为对应的 N 型氮化铝、 N 型氮化镓和 N 型氮化铟 ； 其中， 优选的所述铝源为三甲基铝、 所述镓源为三甲 基镓、 所述铟源为三甲基铟。 由于所述第一反应腔环境气体中含有氮气，。
28、 当所述氮源气体分 解出氮原子并与所述 III 族源反应时， 第一反应腔环境气体中的氮气可以阻止所述氮原子 结合成为氮气， 从而保证了从氮源气体中分解出来的氮原子的含量， 使得沉积所述 N 型氮 化 III 族材料层的速率提高， 减少氮源气体的使用量。 0034 优选的， 所述第一反应腔环境气体优选的为氮气和氢气的混合气体 ； 由于氢气对 氮源气体与 III 族源反应生成氮化 III 族材料层具有催化作用， 可以使得生成的 N 型氮化 III族材料层更加致密。 进一步优选的所述氮气与氢气的比例应大于等于1 ： 9， 以保证氮源 气体分解出来的氮原子基本不会结合成为氮气分子。进一步优选的， 所述。
29、 III 族源气体为 铝源或镓源。由于铟源等的原子量大的 III 族元素源与氮源气体反应过程中， 氢气会影响 铟原子和氮原子结合， 从而影响所述沉积形成氮化 III 族材料中 III 材料的成分均匀和稳 定， 然而， 氮气对铟原子和氮原子结合的影响较少， 因此， 当所述使用氮气和氢气的混合气 体作为第一反应腔环境气体时， 所述 III 族源优选的为铝源或镓源。 0035 优选的， 所述反应腔环境气体优选的为氮气， 由于反应腔 11 中没有了氢气， 因此， 不会影响 III 族原子与氮原子的结合， 使得沉积形成的氮化 III 材料的成分均匀稳定。 0036 当在步骤 S31 中完成沉积所述 N 。
30、型氮化 III 族材料层后， 需要执行步骤 S32 以在 说 明 书 CN 103088416 A 6 5/6 页 7 所述 N 型氮化 III 族材料层上沉积一层氮化 III 族材料量子阱层。在所述步骤 S32 中， 所 述环境气体源通过所述气体管道13向所述反应腔11中输入包含氮气的第二反应腔环境气 体， 使得所述反应腔中充满所述第二反应腔环境气体 ； 从而使得所述反应腔 11 内形成含氮 气第二反应腔环境气体环境。然后所述氮源气体源和所述 III 族源分别通过管道 13 向所 述反应腔 11 输入氮源气体和 III 族源。所述氮源气体和所述 III 族源气体在所述反应腔 11 内的含氮气。
31、第二反应腔环境气体的环境中， 在所述被加热的衬底上反应并沉积形成所述 氮化 III 族材料量子阱层。其中， 所述氮源气体优选的氨气。所述 III 族源优选的可以是 铝源、 镓源和铟源中的一种或多种， 从而在所述 N 型氮化 III 族材料层上优选的沉积形成 InGaN/GaN、 InAlGaN/GaN、 InGaN/AlGaN 或 InAlGaN/AlGaN 量子阱层 ； 其中， 优选的所述铝源 为三甲基铝、 所述镓源为三甲基镓、 所述铟源为三甲基铟。 由于所述第二反应腔环境气体中 含有氮气， 当所述氮源气体分解出氮原子并与所述 III 族源气体反反应时， 第二反应腔环 境气体中的氮气可以阻止。
32、所述氮原子结合成为氮气， 从而保证了从氮源气体中分解出来的 氮原子的量， 使得沉积所述氮化 III 族材料量子阱的速率提高。 0037 优选的， 当所述氮化III族材料量子阱层为含铟的氮化III族材料量子阱层， 如所 述氮化 III 族材料量子阱层为 InGaN/GaN、 InAlGaN/GaN、 InGaN/AlGaN 或 InAlGaN/AlGaN 量 子阱层时， 所述第二反应腔环境气体为氮气， 由于使用氮气作为第二反应腔环境气体不会 对铟源气体与氮源气体反应产生影响， 使得所述氮化 III 族材料量子阱层的成分稳定， 沉 积过程中容易控制氮化 III 族材料量子阱层的成分。 0038 当。
33、在步骤 S32 中完成沉积所述氮化 III 族材料量子阱层后， 需要执行步骤 S33 以 在所述氮化III族材料量子阱层上沉积一层P型氮化III族材料层。 在步骤S33中， 所述环 境气体源通过所述气体管道 13 向所述反应腔 11 中输入包含氮气的第三反应腔环境气体， 使得所述反应腔 11 中充满所述第三反应腔环境气体 ； 从而使得所述反应腔 11 内形成含氮 气的第三反应腔环境气体环境。然后所述氮源气体源和所述 III 族源分别通过管道 13 向 所述反应腔 11 输入氮源气体和 III 族源 ； 同时一 P 型掺杂源也同时被输入到所述反应腔 11 中。所述氮源气体和所述 III 族源以及。
34、所述 P 型掺杂源在所述反应腔 11 内的第三反应 腔环境气体的环境中， 在所述被加热的衬底上反应并沉积形成所述P型氮化III族材料层。 其中， 所述氮源气体优选的氨气 ； 所述 P 型掺杂源为镁源。所述 III 族源可选的可以是铝 源、 镓源或铟源， 所述 P 型氮化 III 族材料分别为对应的 P 型氮化铝、 P 型氮化镓和 P 型氮 化铟 ； 其中， 优选的所述铝源为三甲基铝、 所述镓源为三甲基镓、 所述铟源为三甲基铟。 由于 所述第三反应腔环境气体中含有氨气， 当所述氮源气体分解出氮原子并与所述 III 族源反 应时， 第三反应腔环境气体中的氮气可以阻止所述氮原子结合成为氮气， 从而保。
35、证了从氮 源气体中分解出来的氮原子的量， 使得沉积所述 P 型氮化 III 族材料层的速率提高。 0039 优选的， 所述第三反应腔环境气体优选的为氮气和氢气的混合气体 ； 由于氢气对 氮源气体与 III 族源气体反应生成氮化 III 族材料层具有催化作用， 可以使得生成的 P 型 氮化 III 族材料层具有一些特殊的形貌以优化不同的结构， 可以使得生成的 P 型氮化 III 族材料层更加致密。 进一步优选的所述氮气与氢气的比例应大于等于19， 以保证氮源气 体分解出来的氮原子基本不会结合成为氮气分子。进一步优选的， 所述 III 族源气体为铝 源或镓源。由于铟源等的原子量大的 III 族元素。
36、源与氮源气体反应过程中， 氢气会影响铟 原子和氮原子结合， 从而降低所述沉积形成氮化III族材料中III材料的成分均匀稳定， 如 说 明 书 CN 103088416 A 7 6/6 页 8 果氢气浓度较高， 甚至形不成相应的氮化 III 族材料， 然而， 氢气对铟原子或铝原子和氮原 子结合的影响较少， 因此， 当所述使用氮气和氢气的混合气体作为第一反应腔环境气体时， 所述 III 族源气体优选的为铝源或镓源。 0040 优选的， 所述第三反应腔环境气体优选的为氮气， 由于反应腔中没有了氢气， 因 此， 不会影响 III 族原子与氮原子的结合， 使得沉积形成的氮化 III 材料的成分均匀稳定。。
37、 0041 与现有技术相比较， 本发明的LED外延片沉积方法中， 所述氮源气体和所述III族 源在所述包含氮气的反应腔环境气体环境中反应并在所述衬底上沉积形成所述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 III 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层 ； 由于所述氮源 气体和所述 III 族源在所述包含氮气的反应腔环境气体环境中反应， 即所述氮源气体和所 述 III 族源气体的反应环境中具有一定的氮气压， 当所述氮源气体分解出氮原子时， 所述 氮气会抑制所述氮原子合成为氮气 N2， 从而增加了反应气体中有效的氮原子成分， 提高所 述 N 型氮化 III 族材料层、 所述氮化 II。
38、I 族材料量子阱层和所述 P 型氮化 III 族材料层的 沉积速率， 进而使得所述 LED 外延片沉积效率， 减少氮源气体的使用量。 0042 请参阅图4， 图4是实施本发明LED外延片沉积方法第二实施方式的LED外延片沉 积设备结构示意图。所述 LED 外延片沉积设备 2 与所述外延片沉积设备 1 基本相同， 其区 别在于 ： 所述反应腔环境气体为所述氮源气体和所述 III 族源气体的的载气。所述环境气 体源通过气体管道连接到所述氮源气体源和所述 III 族源 ； 所述氮源气体源和所述 III 族 源再分别通过气体管道 23 连接到所述反应腔 21。所述环境气体源输出的反应腔环境气体 分别通。
39、过气体管道输入到所述氮源气体源和所述 III 族源中， 所述反应腔环境气体分别在 所述氮源气体源和所述 III 族源中携带上氮源气体或 III 族源并分别通过气体管道 23 传 输到所述反应腔 21 中。 0043 所述第二实施方式的LED外延片沉积方法和第一实施方式的LED外延片沉积方法 基本相同， 其区别在于 ： 所述含氮气的反应腔环境气体作为所述氮源气体和所述 III 族源 的载气。所述含氮气的反应腔环境气体载着所述氮源气体和所述 III 族源同时传输到所述 反应腔 21 中。 0044 本发明并非限定于上述实施方式所述 ； 如在第一实施方式中 LED 外延片沉积方法 中， 所述反应腔环。
40、境气体可以先于所述氮源气体和所述III族源气体被输入到所述反应腔11 中 ； 所述反应腔环境气体也可以与所述氮源气体和所述 III 族源同时被输入到所述反应腔 11 中 ； 在以上所述的 LED 外延片沉积方法中， 所述步骤 S31 中沉积形成的 N 型氮化 III 族材 料层为 N 氮化镓材料层， 所述步骤 S32 中沉积形成的氮化 III 族材料量子阱层为 InGaN/GaN、 InAlGaN/GaN、 InGaN/AlGaN或InAlGaN/AlGaN量子阱层， 所述步骤S33中沉积形成的P型氮化 III 族材料层为 P 型氮化镓材料层。在所述第二实施方式的 LED 外延片沉积方法中， 。
41、所述含 氮气的反应环境气体也可以只作为所述氮源气体或所述 III 族源的载气， 其中优选的所述含 氮气的反应环境气体作为所述氮源气体的载气， 如此所述反应腔环境气体可以与所述氮源气 体可以充分混合， 从而更好阻止氮原子结合成为氮气分子。所述反应腔过气体的中的氮气也 可以是先与所述氮源气体先混合， 然后与所述氮气源气体一起传输到所述反应腔中。 0045 虽然本发明已以较佳实施例披露如上， 但本发明并非限定于此。任何本领域技术 人员， 在不脱离本发明的精神和范围内， 均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应 当以权利要求所限定的范围为准。 说 明 书 CN 103088416 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103088416 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103088416 A 10 。