[发明专利]制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法

权利要求书

1.一种制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于其步骤包括：

1)对衬底进行清洗；

2)利用PA-MBE法在衬底上进行n型掺杂GaN纳米柱的生长；

3)利用PA-MBE法在GaN纳米柱上进行n型掺杂AlGaN纳米柱的生长；

4)利用PA-MBE法在AlGaN纳米柱上进行非掺AlGaN纳米柱量子阱结构阱层的生长；

5)利用PA-MBE法在阱层上进行非掺AlGaN纳米柱量子阱结构垒层的生长；

6)以步骤4)和步骤5)为一周期，重复一定周期，生长多周期量子阱结构的纳米柱；

7)利用PA-MBE法在多周期量子阱结构纳米柱上进行p型AlGaN纳米柱的生长。

2.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤1)中衬底为Si或蓝宝石，清洗为将衬底先经过丙酮、乙醇、去离子水冲洗后，放入BOE溶液中清洗5～10分钟。

3.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤2)中生长温度为720℃～880℃，Ga束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，Si掺杂浓度控制在1×10¹⁸/cm³～1×10²⁰/cm³，生长时间为3～5小时。

4.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤3)中生长温度为720℃～900℃，等于或高于步骤2)所采用GaN纳米柱生长温度，Al束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，Ga束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，Si掺杂浓度控制在1×10¹⁸/cm³～1×10²⁰/cm³，生长时间为20～60分钟。

5.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤4)中生长AlGaN量子阱结构阱层生长温度为720℃～900℃，Al束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，低于步骤3)中所用Al束流，Ga束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，生长时间为30～300秒。

6.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤5)中生长AlGaN量子阱结构垒层生长温度为720℃～900℃，Al束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，与步骤3)中所用Al束流保持一致，Ga束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，生长时间为120～300秒。

7.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤6)重复周期数为3～20周期。

8.根据权利要求1所述的制备高发光效率AlGaN纳米柱LED结构的方法，其特征在于：步骤7)中生长温度为720℃～900℃，Al束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，Ga束流量控制在1.0×10^-8Torr～5.0×10^-7Torr之间，Mg掺杂浓度控制在1×10¹⁸/cm³～1×10²⁰/cm³，生长时间为20～60分钟。