[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片的制备方法

说明书

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，属于GaN基发光二极管领域。所述方法包括：提供AlN模板，所述Al模板包括蓝宝石衬底和沉积在所述蓝宝石衬底上的AlN缓冲层；在至少包括H₂的气氛中对所述AlN模板进行退火处理，所述退火处理时间为5～13min；在退火处理后的AlN模板的AlN缓冲层上顺次沉积非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层。

技术领域

本发明涉及GaN基发光二极管领域，特别涉及一种GaN基发光二极管外延片的制备方法。

背景技术

GaN(氮化镓)基LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，也称GaN基LED芯片，一般包括外延片和在外延片上制备的电极。外延片通常包括：蓝宝石衬底、以及顺次层叠在衬底上的AlN缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)层、电子阻挡层、和P型GaN层。当有电流注入GaN基LED时，N型GaN层等N型区的电子和P型GaN层等P型区的空穴进入MQW并且复合，发出可见光。

现有的外延片的制备方法包括，首先，提供蓝宝石衬底并采用PVD(PhysicalVapor Deposition，物理气相沉积)方法在蓝宝石衬底上沉积AlN缓冲层，得到AlN模板；其次，采用MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)方法在AlN模板的AlN缓冲层上沉积GaN外延层(包括前述非掺杂GaN层、N型GaN层、MQW层、电子阻挡层和P型GaN层)。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：在外延片的制备过程中，虽然AlN缓冲层可以缓解蓝宝石衬底(Al₂O₃)和GaN材料之间存在的晶格失配，但因为AlN缓冲层和GaN外延层的制备方法不同，所以需要将AlN模板运输至MOCVD设备进行GaN外延层的生产，而在取片、包装、运输、使用的过程中，AlN模板不可避免会接触空气，AlN模板的表面会生成一层较薄的Al₂O₃薄膜，该层薄膜会极大的破坏AlN与GaN的晶格匹配，影响外延片的晶体质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，能够去除AlN模板的表面生成的Al₂O₃薄膜。所述技术方案如下：

本发明提供了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，所述方法包括：

提供AlN模板，所述AlN模板包括蓝宝石衬底和沉积在所述蓝宝石衬底上的AlN缓冲层；

在至少包括H₂的气氛中对所述AlN模板进行退火处理，所述退火处理时间为5～13min；

在退火处理后的AlN模板的AlN缓冲层上顺次沉积非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层。

示例性地，所述在至少包括H₂的气氛中对所述AlN模板进行退火处理，包括：

将所述AlN模板放置到金属有机化合物化学气相沉淀设备的反应腔中；

将所述反应腔抽真空；

在抽真空后，向所述反应腔中通入第一气体增压，并对所述反应腔进行加热升温，所述第一气体包括H₂和NH₃；

当所述反应腔的压力达到50～500Torr且所述反应腔的温度升至1000～1200℃时，持续通入所述第一气体，并保持所述反应腔的压力不变且所述反应腔的温度不变，在所述退火处理时间后停止通入所述第一气体和停止加热。