[发明专利]GaN多层量子点光电材料的制作方法

权利要求书

1.一种GaN多层量子点光电材料的制作方法，包括如下步骤：

A、用MOCVD设备在衬底上依次生长450±20℃的低温缓冲层(1) 和800℃～900℃或者1000℃～1100℃高温Ga极性面的n-AlGaN基底 层(2)；

B、对n-AlGaN基底层(2)用熔融KOH工艺进行腐蚀，在该n-AlGaN 位错的表面露头处形成倒六棱锥形腐蚀坑(3)；

C、在腐蚀后的n-AlGaN基底层上生长GaN薄层(4)，使倒六棱锥 形腐蚀坑(3)内的GaN厚度远大于其坑外厚度；

D、在GaN薄层(4)上生长AlGaN薄层(5)，该AlGaN薄层在倒 六棱锥形坑内与坑外的厚度一致，使倒六棱椎形腐蚀坑(3)的底部形 成GaN量子点(6)，该GaN量子点的均匀性通过减小n-AlGaN基底层 (2)的晶粒尺寸控制，GaN量子点密度通过n-AlGaN基底层表面位错 的密度控制；量子点的宽度通过倒六棱锥形腐蚀坑(3)的宽度控制， GaN量子点的厚度通过GaN薄层的厚度控制，其中所述的GaN量子点 的均匀性通过减小n-AlGaN基底层(2)的晶粒尺寸控制，是由增加步 骤A中的低温缓冲层的退火压力而实现，该退火压力在250～400torr范 围可调；所述的GaN量子点的密度通过n-AlGaN基底层表面位错的密 度控制，是由改变步骤A中生长高温Ga极性面的n-AlGaN基底层温度 和V/III比而实现；

E、按设定的GaN薄层(4)的层数，重复上述步骤C和D，在所 有GaN薄层的倒六棱椎形腐蚀坑底部形成GaN量子点；

F、在最上层的GaN薄层(7)上生长p-AlGaN层(8)。

2.由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法， 其特征在于所述的GaN量子点的宽度通过倒六棱锥形腐蚀坑(3)的宽 度控制是由改变步骤B的腐蚀时间或腐蚀温度实现。

3.由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法，其 特征在于所述的GaN量子点的厚度通过GaN薄层的厚度控制，是由改 变步骤C中的GaN层生长时间而实现，对于厚度为1～5nm的GaN薄层， 其生长的时间为30s～150s。

4.由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法，其 特征在于GaN量子点的亮度提高通过增加步骤E中量子点的层数实现， 在亮度为60lumen/watt时，其层数至少为5层。

5.由权利要求1所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法， 其特征在于该AlGaN薄层(5)的厚度通过改变该层生长的时间而实现， 对于厚度为1～5nm的AlGaN薄层，其生长时间为30s～150s。

6.由权利要求4所述的GaN多层量子点光电材料的制作方法，其 特征在于改变步骤B的腐蚀时间是在腐蚀温度固定的条件下进行，改变 步骤B的腐蚀温度是在腐蚀时间固定的条件下进行。