[发明专利]一种提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法

权利要求书

1.一种提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法，包括以下步骤：

（1）以蓝宝石作为生长基底，生长低温AlN层；

（2）生长高温AlN层；

（3）生长若干个周期的超薄AlGaN/AlN层，每个周期中AlGaN采用Al组分先渐变减小、再渐变增大的方式生长，然后再生长AlN；

（4）生长掺杂硅烷的n型AlGaN层；

（5）生长若干个周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格层，x<y；

（6）生长若干个周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱垒区，x<y；

（7）生长掺杂镁p型AlGaN阻挡层；

（8）生长掺杂镁p型AlGaN层；

（9）生长掺杂镁p型GaN层；

（10）在氮气氛围下，退火。

2.根据权利要求1所述的提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法，其特征在于：

步骤（3）的每个周期先以Al组分渐变减小的方式生长1-3nm，再以Al组分渐变增大的方式生长1-3nm，然后生长3-5nm的AlN薄层。

3.根据权利要求2所述的提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法，其特征在于，步骤（3）中每个周期的生长按照以下操作进行：在温度1060℃，打开TMGa和TMAl，其中TMAl一直保持40umol/min,TMGa的流量从0逐渐增加到300umol/min，生长1.5nm，再逐渐减小TMGa的流量从300umol/min到0，生长1.5nm；然后关闭TMGa，生长3nm的AlN薄层。

4.根据权利要求2所述的提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法，其特征在于：步骤（5）共生长10个周期，每个周期的厚度7nm；步骤（6）共生长8个周期，每个周期中的阱层AlxGa1-xN和垒层AlyGa1-yN的厚度分别为4nm和8nm。

5.根据权利要求1至4任一所述的提升紫外LED外延材料结晶质量的生长方法，其特征在于：0.1<x<0.4，0.3<y<0.6。

6.一种紫外LED外延片结构，其特征在于，包括依次生长的以下各层：

蓝宝石基底；

低温AlN层；

高温AlN层；

若干个周期的超薄AlGaN/AlN层，每个周期中的AlGaN沿生长方向Al组分先渐变减小、再渐变增大；

掺杂硅烷的n型AlGaN层；

若干个周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格层，x<y；

若干个周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱垒区，x<y；

掺杂镁p型AlGaN阻挡层；

掺杂镁p型AlGaN层；

掺杂镁p型GaN层。

7.根据权利要求6所述的紫外LED外延片结构，其特征在于：所述若干个周期的超薄AlGaN/AlN层中，每个周期先以Al组分渐变减小的方式生长1-3nm，再以Al组分渐变增大的方式生长1-3nm，然后生长3-5nm的AlN薄层。

8.根据权利要求7所述的紫外LED外延片结构，其特征在于：所述若干个周期的AlxGa1-xN/AlGaN超晶格层，共有10个周期，每个周期的厚度7nm；所述若干个周期的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN（y>x）量子阱垒区，共有8个周期，每个周期中的阱层AlxGa1-xN和垒层AlyGa1-yN的厚度分别为4nm和8nm。

9.根据权利要求6至8任一所述的紫外LED外延片结构，其特征在于：0.1<x<0.4，0.3<y<0.6。