[发明专利]AlN模板及氮化镓基发光二极管外延片的制备方法

权利要求书

1.一种AlN模板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供衬底，并将所述衬底放置于物理气相沉积设备的工艺腔室中，所述工艺腔室内放置有Al靶材，所述衬底与所述Al靶材相对，所述工艺腔室中还设有挡板，当所述挡板为打开状态时，所述挡板位于所述衬底与所述Al靶材之间以对所述衬底进行遮挡；

将所述工艺腔室抽真空，并对所述衬底进行加热；

当所述工艺腔室的本地真空度达到设定真空度、且所述衬底的温度为烘烤温度时，在烘烤时间内保持所述衬底的加热温度不变，所述烘烤时间为2～12min，所述设定真空度为1*10^-7Torr，所述烘烤温度为350～750℃；

在所述烘烤时间后，向所述工艺腔室通入N₂并继续对衬底进行加热；

当所述工艺腔室的压力达到氮化压力且所述衬底的温度达到氮化温度时，在氮化时间内保持所述工艺腔室的压力为所述氮化压力不变和所述衬底的温度为所述氮化温度不变，所述氮化时间为10～30S；

在所述氮化时间后，打开所述挡板，继续对所述衬底进行加热并向所述工艺腔室通入Ar，Ar的流量为20～100sccm；

当所述工艺腔室的压力达到预处理压力且所述衬底的温度达到预处理温度时，连通所述Al靶材和脉冲电源，并在预处理时间内保持所述工艺腔室的压力为预处理压力不变和所述衬底的温度为所述预处理温度不变，所述预处理时间为2～15S；

在所述预处理时间后，继续对所述衬底进行加热并向所述工艺腔室通入反应气体，所述反应气体包括Ar和N₂，所述反应气体还包括O₂，所述反应气体中，Ar与N₂的流量比为1：2～1：10，O₂的流量为Ar与N₂流量之和的0.5％～10％；

当所述工艺腔室的压力达到第一沉积压力且所述衬底的温度达到沉积温度时，关闭所述挡板，并在沉积时间内保持所述衬底的温度为所述沉积温度不变，以在所述衬底上沉积AlN薄膜；

在所述沉积时间后停止对所述衬底进行加热、停止通入所述反应气体、且断开所述Al靶材和所述脉冲电源，以结束所述AlN薄膜的沉积；

所述在沉积时间内保持所述衬底的温度为所述沉积温度不变，以在所述衬底上沉积AlN薄膜，包括：

在所述沉积时间内保持所述衬底的温度为所述沉积温度不变，且在所述沉积时间内将所述工艺腔室的压力从所述第一沉积压力逐渐调节至第二沉积压力，所述第一沉积压力为10～12mTorr，所述第二沉积压力为1～3mTorr；

在所述沉积时间内将所述工艺腔室的压力从所述第一沉积压力逐渐调节至第二沉积压力，包括：在所述沉积时间内逐渐增加O₂的流量、且逐渐减少Ar和/或N₂的流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述关闭所述挡板之前，所述方法还包括：

在稳定时间内保持所述工艺腔室的压力为所述第一沉积压力不变和所述衬底的温度为所述沉积温度不变；

在所述稳定时间后，关闭所述挡板。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积温度为500～700℃。

4.一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

制备AlN模板，所述AlN模板包括衬底和在所述衬底上沉积的AlN薄膜，所述AlN模板由权利要求1-3中任一项所述的AlN模板的制备方法制备得到；

在所述AlN薄膜上顺次沉积三维成核层、二维缓冲恢复层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型GaN层、以及P型接触层。