[发明专利]一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法

权利要求书

1.一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上依次生长缓冲层、非故意掺杂层、第一N型掺杂层、第二N型掺杂层、InGaN/GaN 多量子阱有源层、电子阻挡层、P型掺杂层及接触层；生长完第一N型掺杂层之后，关闭有机源，减小或者停止NH₃通入反应室，在H₂ 或者N₂氛围下停顿生长10-200s，获得表面粗糙的第一N型掺杂层。

2.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，停顿生长时，反应室的温度为800-1250℃，压强为100-600mbar。

3.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，减小或者停止NH₃通入反应室的方式为阶梯式改变NH₃通入量、渐变式改变NH₃通入量、脉冲式关闭NH₃通入反应室中的一种或者组合。

4.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，第一N型掺杂层为GaN材料；第一N型掺杂层生长温度为950-1150℃，压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ之比为500-5000，生长厚度为1-4μm，N型掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10¹⁹。

5.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，第一N型掺杂层的表面粗糙度为5-50 nm，粗化的平均高度为20-200nm。

6.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，第二N型掺杂层为In_xGa_1-xN材料，其中x取0-0.2中的任何一个数值；第二N型掺杂层生长温度为800-1150℃，压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ之比为500-10000，生长厚度为10-200nm，N型掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10¹⁹。

7.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，缓冲层和非故意掺杂层的材料均为GaN，生长压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ之比为500-5000；其中，缓冲层的生长温度为500-700℃，厚度为10-50nm，非故意掺杂层的生长温度为950-1150℃，厚度为1-3μm。

8.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，InGaN/GaN多量子阱有源层中，GaN垒层的生长温度为750-900℃，生长压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ为3000-50000，生长厚度为8-15nm；InGaN阱层的生长温度为650-800℃，生长压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ为3000-50000，生长厚度为2-5nm，In组分为0.15-0.25。

9.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，电子阻挡层的材料为AlGaN，其中Al组分为0.1-0.3，生长温度为950℃-1150℃，压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ为1000-30000，生长厚度为15-50nm，进行P型Mg掺杂，掺杂浓度在1×10¹⁷-5×10¹⁸。

10.如权利要求1所述的一种提高发光效率的GaN基LED外延片制备方法，其特征在于，P型掺杂层的材料为GaN，生长温度为950-1150℃，压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ之比为1000-30000，生长厚度为100-300nm，掺杂浓度为1×10¹⁷-5×10¹⁸；接触层的材料为P型掺杂的InGaN/GaN超晶格层，掺杂浓度为1×10¹⁸-5×10¹⁹、，生长温度为600-900℃，压强为100-600mbar，Ⅴ/Ⅲ之比为3000-50000，InGaN的In组分为0.02-0.12，厚度为1-3nm，GaN的厚度为1-3nm。