[发明专利]一种基于ZnO的GaN基LED外延生长方法

权利要求书

1.一种基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，包括：

将蓝宝石衬底放入磁控溅射反应腔中，使用高纯度金属锌作为靶材，在腔体温度为350-400℃，反应腔气压为1-2Pa，射频功率为100-150W，通入500-800sccm氧气和1000-1600sccm氩气，且控制氧气和氩气的流速比为1:2的条件下，在所述蓝宝石衬底上生长200-260nm厚的ZnO薄膜，生长时间为20-30min；

将生长所述ZnO薄膜的所述蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔，依次生长掺杂Si的N型GaN层、有源层MQW、P型AlGaN层和P型GaN层；

在温度为700℃-800℃，通入100L/min-150L/min的N₂的条件下，保温20-30min，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为1000℃-1100℃，反应腔压力为150-300mbar，通入50-90L/min的H₂、40-60L/min的NH₃、200-300sccm的TMGa、20-50sccm的SiH₄的条件下，生长2μm-4μm厚的掺杂Si的N型GaN层，Si掺杂浓度为5×10¹⁸atoms/cm³-1×10¹⁹atoms/cm³。

3.根据权利要求1所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为900℃-1100℃，反应腔压力为100-200mbar，通入50-100L/min的H₂的条件下，处理蓝宝石衬底5min-10min。

4.根据权利要求1所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

所述有源层MQW，包括：交替生长的In_xGa_(1-x)N阱层和GaN垒层，交替周期控制在10-15个。

5.根据权利要求4所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为700℃-750℃，反应腔压力为300mbar-400mbar，通入50-90L/min的N₂、40-60L/min的NH₃、10-50sccm的TMGa、1000-2000sccm的TMIn的条件下，生长厚度为3nm-4nm的所述In_xGa_(1-x)N阱层，其中，

x＝0.15-0.25，

In掺杂浓度为1×10²⁰atoms/cm³-3×10²⁰atoms/cm³。

6.根据权利要求4所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为800℃-850℃，通入50-90L/min的N₂、40-60L/min的NH₃、10-50sccm的TMGa的条件下，生长厚度为10nm-15nm的所述GaN垒层。

7.根据权利要求1所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

在温度为850-950℃，反应腔压力为200r-400mbar，通入50-90L/min的N₂、40-60L/min的NH₃、50-100sccm的TMGa的条件下，生长Mg掺杂的所述P型AlGaN层。

8.根据权利要求7所述的基于ZnO的GaN基LED外延生长方法，其特征在于，

Mg掺杂的所述P型AlGaN层的厚度为50nm-100nm；其中，

Al掺杂浓度为1×10²⁰atoms/cm³-3×10²⁰atoms/cm³；

Mg掺杂浓度为5×10¹⁸atoms/cm³-1×10¹⁹atoms/cm³。