[发明专利]一种低应力的氮化镓外延层的制备方法

权利要求书

1.一种低应力的氮化镓外延层制备方法，步骤如下：

1)采用干法刻蚀对衬底层的正面或者背面进行刻蚀，刻蚀的深度为1μm-100μm，刻蚀图案为正方形或圆形，其边长或直径的尺寸为0.2mm-5mm，图案之间的间距尺寸为1μm-10μm；

2)用硫酸或者硫酸/磷酸混合溶液对刻蚀处理过的衬底层进行腐蚀，常温下腐蚀时间为1min-30min，或者在50-200℃下腐蚀时间为1min-10min；

3)将步骤2)处理过的衬底层，用去离子水进行清洗，并甩干；

4)在步骤3)处理过的衬底的正面上采用MOCVD法生长氮化镓外延层。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述的干法刻蚀是指激光划片刻蚀或者金刚刀刻蚀。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的图案为圆形，图案排列为平行对齐排列或六次对称性排列。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的图案为正方形，图案排列为平行对齐排列。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的硫酸为质量分数为98％的硫酸；所述硫酸/磷酸的混合溶液为：质量分数为85％的磷酸和98％的硫酸按照体积比1∶10-10∶1的比例混合。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的清洗是用流动的去离子水冲洗15-20min。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中使用MOCVD法生长氮化镓外延层，在MOCVD系统中，衬底层在900-1150℃的温度下，通入载气为氮气和氢气的混合气体、三甲基镓和氨气，在衬底层上生长氮化镓外延层，生长速率为0.5μm/h-6μm/h，生长厚度为2μm-10μm。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的衬底层为下列任一种：蓝宝石衬底、碳化硅衬底、图案化的蓝宝石衬底或图案化的碳化硅衬底，衬底厚度300μm-500μm。

9.一种低应力的氮化镓外延层的发光二极管的结构，包括权利要求1-8任一项所得的氮化镓外延层。

10.如权利要求9所述的低应力的氮化镓外延层的发光二极管的结构，其特征在于采用以下方法制备：

在所述的低应力的氮化镓外延层上生长掺Si的N型GaN层，N型GaN层厚度为2μm-5μm，Si掺杂浓度为1×10¹⁸/cm³-1×10²⁰/cm³；

在掺Si的N型GaN层上生有长多量子阱层，其中，多量子阱层是3-20个重复周期且厚度分别为1-5nm厚的InGaN阱和2-20nm厚的GaN垒；

在多量子阱层上生长掺Mg的AlGaN层，厚度为10-100nm，Al组分为5％-40％，Mg掺杂浓度为5×10¹⁹/cm³-1×10²¹/cm³；

在掺Mg的AlGaN层上生长有掺Mg的GaN层，厚度为100-600nm，Mg掺杂浓度为5×10¹⁹/cm³-1×10²¹/cm³。