[发明专利]一种基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法

权利要求书

1.一种基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，其特征在于，包括：

将蓝宝石衬底放入磁控溅射反应腔中，在所述蓝宝石衬底上溅射160-180nm厚的AlN薄膜；

将溅射有所述AlN薄膜的蓝宝石衬底从磁控溅射反应腔中取出，放入快速退火炉反应腔，退火温度控制为600-620℃，向反应腔通入N₂和CO₂对AlN薄膜进行C、O掺杂处理，退火反应时间为220～260s，退火过程中控制反应腔的CO₂流量由30mL/min渐变减少至15mL/min，且控制CO₂流量的关系式满足：Q＝－0.06t+30，其中，Q表示氧气流量，t表示反应时间；

将经过所述C、O掺杂处理的蓝宝石衬底从快速退火炉反应腔中取出，放入MOCVD反应腔，控制反应腔压力为150-300mbar，通入N₂与SiH₄对AlN薄膜进行Si掺杂处理，反应过程中控制温度由1100℃渐变增加至1200℃，其中，Si掺杂浓度为4×10¹⁸-5×10¹⁸atoms/cm³；

依次进行生长掺杂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100-150L/min的N₂的条件下，保温20-30min，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，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2-4μm厚的掺杂Si的n型GaN层，Si掺杂浓度为5×10¹⁸-1×10¹⁹atoms/cm³。

3.根据权利要求1所述的基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，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5-10min。

4.根据权利要求1所述的基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，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所述的基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，其特征在于，

在温度为700-750℃，反应腔压力为300-400mbar，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3-4nm的所述In_xGa_(1-x)N阱层，其中，

x＝0.15-0.25，

In掺杂浓度为1×10²⁰-3×10²⁰atoms/cm³。

6.根据权利要求4所述的基于碳硅氧共掺杂氮化铝的LED芯片制作方法，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10-15nm的所述GaN垒层。