[发明专利]一种具有高光效的LED制备方法

权利要求书

1.一种具有高光效的LED制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）准备衬底

H₂环境中高温净化衬底；

（2）采用金属有机化合物化学气相沉积法在衬底上形成外延片

所述外延片包括从衬底上由下而上依次生成低温缓冲层、U型氮化镓GaN层、N型GaN层、垒层/阱层/补充层/斜阱层结构的多量子阱层、功能层、发光层和P型GaN层；

（3）在P型GaN层上形成导电层；

（4）蚀刻N-GaN外侧壁形成N电极，在导电层上形成P电极；

在步骤（2）中，采用金属有机化合物化学气相沉积法生长10~15个周期的垒层/阱层/补充层/斜阱层结构的多量子阱层：

a. 在N₂或N₂/H₂混合气氛、850~870℃条件下生长GaN垒层；

b. 在N₂或N₂/H₂混合气氛、650~720℃条件下生长InGaN阱层；

c. 补充层的生长：

阱层生长结束后，中断金属Ga源的通入，继续通入金属In源，中断时间为10～25s，同时以1.0～1.5℃/s的速度从阱层的生长温度开始升温，形成补充层；

d．斜阱层的生长：

再继续通入金属Ga源，同时以2.5~3℃/s的速度继续升温，形成In组分渐变的斜阱层；

在所述步骤（2）中，所述功能层至少包括3个由下至上依次生长的循环层，所述循环层包括由下至上依次生长的掺硅元素的N型GaN层，掺硅元素、铝元素和铟元素的第一N型铝铟氮化镓AlInGaN层，掺入硅元素、 铝元素和铟元素的第二N型AlInGaN层，且所述掺硅元素的N型GaN层、所述第一N型AlInGaN层和所述第二N型AlInGaN层的掺杂浓度不同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，在1000℃~1100℃的H₂气氛下，通入100L/min~130L/min的H₂，保持反应腔压力100mbar~300mbar，处理衬底8min~10min。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，采用金属有机化合物化学气相沉积法，在550~580℃，保持反应腔压力300mbar~600mbar，通入流量为10000sccm~20000sccm的NH₃、50sccm~100sccm的TMGa、100L/min~130L/min的H₂、在衬底上生长厚度为20nm~40nm的低温缓冲层GaN。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，在低温缓冲层GaN生长U型GaN层：

首先生长2D型GaN层，生长温度为1050℃，厚度为0.05um，生长压力100torr；

然后快速降温增压生长3D型GaN层，生长温度为990℃，生长厚度为0.05um,生长压力为400torr。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，N型GaN为掺杂Si的N型GaN层，其生长工艺为：保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm~60000sccm的NH₃、200sccm~400sccm的TMGa、100L/min~130L/min的H₂、20sccm~50sccm的SiH₄，持续生长3μm~4μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E18atoms/cm³~1E19atoms/cm³；保持反应腔压力、温度不变，通入流量为30000sccm~60000sccm的NH₃、300sccm~400sccm的TMGa、110L/min~130L/min的H₂、6sccm~10sccm的SiH₄，持续生长300μm~400μm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5E17atoms/cm³~1E18atoms/cm³。