[发明专利]生长在W衬底上的LED外延片及制备方法

权利要求书

1.生长在W衬底上的LED外延片，其特征在于，包括生长在W衬底上的AlN缓冲层，生长在AlN缓冲层上的非掺杂GaN层，生长在非掺杂GaN层上的n型掺杂GaN薄膜，生长在n型掺杂GaN薄膜上的InGaN/GaN量子阱，生长在InGaN/GaN量子阱上的p型掺杂GaN薄膜； 

所述AlN缓冲层为在400～500℃生长的AlN缓冲层；所述非掺杂GaN层为在500～700℃生长的非掺杂GaN层；所述n型掺杂GaN薄膜为在700～800℃生长的n型掺杂GaN薄膜；所述InGaN/GaN量子阱为在700～800℃生长的InGaN/GaN量子阱；所述p型掺杂GaN薄膜为在700～800℃生长的p型掺杂GaN薄膜。 

2.根据权利要求1所述的生长在W衬底上的LED外延片，其特征在于，所述W衬底以(110)面为外延面。 

3.根据权利要求1所述的生长在W衬底上的LED外延片，其特征在于，所述AlN缓冲层的厚度为80～100 nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2～4μm；所述n型掺杂GaN薄膜的厚度为3～5μm；所述InGaN/GaN量子阱为7～10个周期的InGaN阱层/GaN垒层，其中InGaN阱层的厚度为2～3 nm；GaN垒层的厚度为10～13 nm；所述p型掺杂GaN薄膜的厚度为300～400 nm。 

4.权利要求1所述的生长在W衬底上的LED外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(1)衬底以及其晶向的选取：采用W衬底的(110)面为外延面，晶体外延取向关系：AlN[11-20]//W[001]； 

(2)AlN缓冲层的外延生长：温度为400～500℃、反应室压力为1～3×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ比为50～60、生长速度为0.4～0.6 ML/s；用KrF准分子激光烧蚀AlN靶材；在W衬底上生长AlN缓冲层； 

(3)非掺杂GaN层的外延生长：采用PLD技术外延生长，在温度为500～700℃、反应室压力4～5×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值40～60、生长速度0.6～0.8 ML/s条件下，在步骤(2)得到的AlN缓冲层上生长非掺杂GaN层； 

(4)n型掺杂GaN薄膜的外延生长：采用PLD技术外延生长，温度为700～800℃、在反应室压力4～5×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值60～80、生长速度0.8～1.0 ML/s条件下，在步骤(3)得到的非掺杂GaN层上生长n型掺杂GaN薄膜； 

(5)InGaN/GaN量子阱的的外延生长：采用MBE生长多量子阱，在温度 为700～800℃、反应室压力3～5.0×10^-5 Torr、Ⅴ/Ⅲ值30～40、生长速度0.4～0.6ML/s条件下，在步骤(4)得到的n型掺杂GaN薄膜上生长InGaN/GaN多量子阱； 

(6)p型掺杂GaN薄膜：采用PLD技术外延生长，在温度为700～800℃，反应室压力3～4×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值40～50、生长速度0.6～0.8 ML/s条件下，在步骤(5)得到的InGaN/GaN多量子阱上生长p型掺杂GaN薄膜。 

5.根据权利要求4所述的生长在W衬底上的LED外延片的制备方法，其特征在于，所述AlN缓冲层的厚度为80～100 nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2～4μm；所述n型掺杂GaN薄膜的厚度为3～5μm；所述InGaN/GaN量子阱为7～10个周期的InGaN阱层/GaN垒层，其中InGaN阱层的厚度为2～3 nm；GaN垒层的厚度为10～13 nm；所述p型掺杂GaN薄膜的厚度为300～400 nm。 

6.根据权利要求4所述的生长在W衬底上的LED外延片的制备方法，其特征在于，所述KrF准分子激光PLD的能量为1.3 J/cm²，重复频率为30Hz，波长为248nm。