[发明专利]适用于AlN衬底的LED外延生长方法

权利要求书

1.一种适用于AlN衬底的LED外延生长方法，其特征在于，包括步骤：

处理表面具有AlN薄膜的蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底上顺次生长第一渐变AlGaN层和生长第二渐变AlGaN层，其中，

所述生长第一渐变AlGaN层包括：控制400-600mbar的反应腔压力，向反应腔通入流量为60-70L/min的NH₃、90-95L/min的N₂，100-110sccm的TMGa、230-250sccm的TMAl源，生长过程中以每秒钟降低0.1℃将生长温度从550℃渐变降低至500℃，在所述蓝宝石衬底上生长厚度D1为8-10nm的第一渐变AlGaN层,其中Al的摩尔组分为10-12％；

所述生长第二渐变AlGaN层包括：将生长温度升高至700℃，保持反应腔压力和气体通入流量不变，生长过程中以每秒钟升高0.2℃将生长温度从700℃渐变增加至800℃，在所述第一渐变AlGaN层上生长厚度D2为8-10nm的第二渐变AlGaN层,其中Al的摩尔组分为10-12％，D2＝D1；

保持反应腔压力不变，控制N₂流量为150-160L/min，控制反应室温度在680-720℃之间，对所述第一渐变AlGaN层和所述第二渐变AlGaN层进行20s的退火处理；

降温至550-650℃下，反应腔压力维持在400-600mbar，通入流量为10000-20000sccmNH₃、50-100sccm的TMGa、100-130L/min的H₂， 在第二渐变AlGaN层上生长厚度为20-50nm的低温缓冲层；

生长不掺杂GaN层；

生长掺杂Si的N型GaN层；

周期性生长有源层MQW；

生长P型AlGaN层；

生长掺杂Mg的P型GaN层；

以及降温冷却。

2.根据权利要求1所述的适用于AlN衬底的LED外延生长方法，其特征在于，在1000-1200℃，反应腔压力维持在100-150mbar的氢气气氛下高温处理表面有AlN薄膜的蓝宝石衬底5-10分钟。

3.根据权利要求1所述的适用于AlN衬底的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长不掺杂GaN层，进一步为，升高温度到1000-1200℃，反应腔压力维持在150-300mbar，通入流量为30000-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂， 在所述低温缓冲层上持续生长2-4μm的不掺杂GaN层。

4.根据权利要求1所述的适用于AlN衬底的LED外延生长方法，其特征在于，所述生长掺杂Si的N型GaN层，进一步为，保持反应腔压力在150-300mbar，保持温度1000-1100℃，通入流量为40L/min-60L/min的NH₃、200sccm-300sccm的TMGa、50L/min-90L/min的H₂及20sccm-50sccm的SiH₄，在所述不掺杂GaN层上持续生长2-4μm掺杂Si的N型GaN层，Si掺杂浓度5E+18-1E+19atoms/cm³。