[发明专利]基于c面Al2O3衬底的N面Ⅲ族氮化物的发光二极管

权利要求书

1.一种基于c面Al₂O₃衬底的N面Ⅲ族氮化物的发光二极管的制备方法，包括如下步骤：

1)热处理：

将c面Al₂O₃衬底置于金属有机化学气相淀积MOCVD反应室中，将反应室的真空度降低到小于2×10^-2Torr；再向反应室通入氢气，在MOCVD反应室压力达到为20-760Torr条件下，将衬底加热到温度为900-1200℃，并保持5-10min，完成对衬底基片的热处理；

2)高温氮化：

将热处理后的衬底置于温度为1000-1100℃的反应室，通入流量为3000-4000sccm的氨气，持续3-5min进行氮化；

3)生长高温AlN成核层：

在氮化后的衬底上采用MOCVD工艺在反应室温度为950-1100℃的条件下，同时通入流量为3000-4000sccm的氨气和流量为20-40sccm的铝源，生长厚度为20-50nm的高温AlN成核层；

4)生长N面n型Ⅲ族氮化物层：

在高温AlN成核层上采用MOCVD工艺生长厚度为700-2000nm的N面n型Ⅲ族氮化物层，再采用光刻工艺刻蚀掉部分n型Ⅲ族氮化物层至高温AlN成核层；

5)生长N面p型Ⅲ族氮化物层：

在n型Ⅲ族氮化物层被刻蚀掉的地方采用MOCVD工艺生长厚度为700-2000nm的N面p型Ⅲ族氮化物层；之后将反应室温度维持为850℃，在H₂气氛下，退火10min；

6)沉积电极：

采用溅射金属的方法分别在n型Ⅲ族氮化物层上沉积n型电极，在p型Ⅲ族氮化物层沉积p型电极，完成器件制作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤3)中采用MOCVD工艺生长高温AlN成核层，其工艺条件如下：

反应室压力为20-760Torr，

温度为950-1100℃，

氨气流量为3000-4000sccm，

铝源流量为20-40sccm。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤4)中采用MOCVD工艺生长N面n型Ⅲ族氮化物层，其工艺条件如

反应室压力为20-760Torr，

温度为950-1100℃，

氨气流量为2500-3500sccm，

Ⅲ族元素源流量为150-250sccm，

硅源流量为10-20sccm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤5)中采用MOCVD工艺生长N面p型Ⅲ族氮化物层，其工艺条件如下：

反应室压力为20-760Torr，

温度为950-1100℃，

氨气流量为2500-3500sccm，

Ⅲ族元素源流量为150-250sccm，

镁源流量为100-180sccm。