[发明专利]一种深紫外LED外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将平片衬底(1)置于MOCVD设备即金属有机物化学气相淀积设备中，在平片衬底(1)上生长AlN缓冲层(2)；

S2、将长有AlN缓冲层(2)的平片衬底(1)从MOCVD设备中取出，放入物理气相沉积设备即PVD设备中，在AlN缓冲层(2)的上表面进行等离子体预处理；

S3、将等离子体预处理后的平片衬底(1)置于MOCVD设备中，依次在AlN缓冲层(2)上生长AlN低温层(3)、AlN高温层(4)、n型AlGaN层(5)、Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱有源层(6)、Mg掺杂的p型AlGaN阻挡层(7)、Mg掺杂的p型AlGaN层(8)和Mg掺杂的p型GaN层(9)，其中xy；

S4、采用纯氮气氛围退火处理，即制得深紫外LED外延结构。

2.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述平片衬底(1)为蓝宝石、硅或者碳化硅中的一种，厚度为100-1500nm。

3.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述AlN缓冲层(2)的厚度为1-100nm，生长温度为1000-1100℃，生长压力10-200mbar，通入氨气和三甲基铝即TMAl作为反应物，反应气源V/III摩尔比为100-300。

4.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述等离子体预处理的反应气体为氮气和氧气的混合气体，工艺温度为100-600℃，压强为0.1-5mbar，电场为交变电场，电场功率为10-100W。

5.根据权利要求4所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述混合气体由氮气和氧气共同通入形成，氮气的通入量为50-200sccm，氧气的通入量为1-20sccm；或者，所述混合气体由氮气和氧气脉冲式交替通入形成，氮气的通入量为50-200sccm、通入时间为1-10s，氧气的通入量为1-20sccm、通入时间为1-10s，一次氮气和一次氧气为一个周期，循环周期数为10-50。

6.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述AlN低温层(3)的厚度为100-800nm，生长温度为1000-1200℃，生长压力为10-100mbar，偏三维生长模式，通入氨气和三甲基铝作为反应物，V/III摩尔比为3000-4000，工艺时间为100-1000s。

7.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述AlN高温层(4)的厚度为1-5μm，生长温度为1200-1400℃，生长压力为10-100mbar，二维生长模式，通入氨气和三甲基铝作为反应物，反应气源V/III摩尔比为200-400，工艺时间为100-10000s。

8.根据权利要求1所述的深紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述n型AlGaN层(5)的厚度为100-1000nm，生长压力为10-200mbar，该层中Si掺杂浓度1×10¹⁷/cm³-9×10¹⁸/cm³，Al组分为40-80wt％。