[发明专利]一种长波长LED外延垒晶片、芯片及制备方法

权利要求书

1.一种长波长 LED外延垒晶片制备方法，其特征在于，长波长 LED外延垒晶片为长波长GaN LED外延垒晶片，制备步骤包括：

A把外延垒晶衬底放入外延生长反应室内；

B在外延垒晶衬底上生长CaN外延垒晶层，CaN外延垒晶层厚度为h，控制厚度6µm≥h≥0.35µm：

a在外延垒晶衬底表面生长GaN缓冲层；

b在GaN缓冲层上生长n型CaN；

c在n型CaN上生长AlxInyCa(1-x-y)N量子阱：含C的有机生长源通入反应室内在Cl2或HCl的催化下参与量子阱生长，生长温度控制在700℃-990℃之间，其中阱与磊生长温差w控制在100℃>w>0℃，控制量子阱生长速率在0.2A/sec——1.2A/sec之间，量子阱≥7对，量子阱中C的浓度范围为10¹⁶——10²⁰cm^-3，量子阱中In的含量>3%；

d在AlxInyCa(1-x-y)N量子阱上生长p型CaN。

2. 根据权利要求1所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述外延垒晶衬底材料包括：蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底、 CaN衬底、AlN 衬底、ZnO衬底、ZnSe衬底、GaP衬底、GaAs衬底中的一种，或两种或两种以上的复合衬底。

3. 根据权利要求2所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述外延垒晶衬底材料包括蓝宝石衬底、CaN衬底其中的一种，或两种复合衬底。

4. 根据权利要求1所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述在n型CaN上生长的AlxInyCa(1-x-y)N量子阱，其中x、y的值分别为：0<x<0.5，0.03< y<1。

5. 根据权利要求4所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述AlxInyCa(1-x-y)N量子阱中x大小为0<x<0.5，x通过在0——0.5之间的选择，控制LED外延垒晶片的波长在573nm——800nm范围之内选择。

6. 根据权利要求1所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述生长AlxInyCa(1-x-y)N量子阱：在垒晶生长完第3对量子阱后，含三甲基或含C的有机生长源通入反应室内在Cl2或HCl的催化下参与量子阱生长。

7. 根据权利要求6所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述AlxInyCa(1-x-y)N量子阱为多量子阱，量子阱≥7对，其中第三对量子阱之后的量子阱中分布有C。

8. 根据权利要求1所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法，其特征在于，其中所述含C的有机生长源为三甲基铝源。

9. 根据权利要求1-8任一项所述的长波长 LED外延垒晶片的制备方法制备的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，包括外延垒晶衬底、氮化镓基外延垒晶层：

外延垒晶衬底：用于放入反应室内，在上表面依次外延生长包括缓冲层、n型CaN、量子阱、p型CaN；

外延垒晶层厚度为h，6µm≥h≥0.35µm，外延垒晶层包括：

缓冲层：在n型CaN与外延垒晶衬底之间生长CaN缓冲层；

n型CaN：生长于CaN缓冲层之上，量子阱之下；

量子阱：为AlxInyCa(1-x-y)N多量子阱，量子阱≥7对，在n型CaN与p型CaN之间，在(In)GaN量子阱中引入C掺杂，C的浓度范围为10¹⁶——10²⁰cm^-3，量子阱中C的浓度范围为10¹⁶——10²⁰cm^-3，量子阱中In的含量>3%；

p型CaN: 生长于量子阱之上。