[发明专利]一种单芯片白光LED的制备方法

权利要求书

1.一种制备单芯片白光LED的方法，其步骤包括：

(1)在衬底上生长GaN模板层，所述GaN模板层包括非掺杂GaN外延层和n型掺杂GaN外延层，总厚度在100纳米-10毫米之间；

(2)在上述GaN模板层上，根据白光LED光谱以及GaN模板晶向铺设碳纳米管阵列；

(3)在碳纳米管阵列上再采用MOCVD、MBE等生长手段生长InGaN外延层，形成与白光光谱对应的InGaN量子点结构；

(4)采用MBE、MOCVD等生长手段，生长GaN或AlGaN外延层作为量子垒层，量子垒层的厚度在5-40纳米；

(5)利用MOCVD或MBE手段生长p型GaN导电层；

(6)采用LED封装手段，制得单芯片白光LED。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述InGaN量子点结构与碳纳米管阵列形成的量子点层和量子垒层构成复合量子点层，重复多个复合量子点层，每一周期的复合量子点层厚度为5-50纳米，重复1-25周期。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在生长完每一复合量子点层后，采用MBE、MOCVD等生长方法再生长AlN、AlGaN等材料的覆盖层，覆盖层厚度为10-200纳米。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用MOCVD方法生长GaN模板层，包括低温GaN缓冲层生长、高温非掺GaN外延层生长和n型掺杂GaN外延层生长，低温GaN缓冲层的温度范围为450℃至600℃；压力为100至600Torr；厚度在50-200纳米；高温非掺GaN外延层的温度范围在900℃-1200℃，压力在100-450Torr，厚度为100纳米-10毫米；n型掺杂GaN外延层温度范围在900℃-1200℃，压力在100-450Torr，厚度为100纳米-10毫米，n型载流子浓度10¹⁸-10²⁰cm^-3。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用HVPE生长GaN模板层，包括高温GaN外延层生长和n型掺杂层生长，高温GaN层温度范围在600-1100℃，压力范围为250-700Torr，n型掺杂层温度范围在600-1100℃，压力范围为250-700Torr，载流子浓度10¹⁸-10²⁰cm^-3。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，碳纳米管为单壁、多壁，碳纳米管的直径为1-100纳米，其排列为“十”字交叉排列，具体在X、Y方向均采用10-200纳米间的高斯分布的周期间隔。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用MOCVD、MBE等手段生长p型GaN导电层，所述p型GaN的厚度为100-500纳米，p型载流子浓度为10¹⁷-10²⁰cm^-3。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、GaN衬底、Si衬底或LiAlO₂衬底。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED封装手段包括：ICP刻蚀、n，p电极沉积、树脂封装等常规正装LED，也可为垂直结构、倒装焊等其他LED封装手段。