[发明专利]基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片及其制备方法

权利要求书

1.一种基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片，包括衬底，其特征在于，所述衬底为LAO衬底，所述LAO衬底上依次设置有缓冲层、第一非掺杂层、第一掺杂层、量子阱层、电子阻挡层和第二掺杂层。 

2.如权利要求1所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片，其特征在于，所述缓冲层为非极性m面GaN缓冲层，所述第一非掺杂层为非极性非掺杂u-GaN层，所述第一掺杂层为非极性n型掺杂GaN薄膜，所述量子阱层为非极性InGaN/GaN量子阱层，所述电子阻挡层为非极性m面AlGaN电子阻挡层，所述第二掺杂层为非极性p型掺杂GaN薄膜。 

3.一种如权利要求2所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 

a）采用LAO衬底，选取晶体取向，并对LAO衬底进行表面清洁处理； 

b）对LAO衬底进行退火处理，并在LAO衬底表面形成AlN籽晶层； 

c）在LAO衬底上采用金属有机化合物化学气相淀积依次形成非极性m面GaN缓冲层、非极性非掺杂u-GaN层、非极性n型掺杂GaN薄膜、非极性InGaN/GaN量子阱、非极性m面AlGaN电子阻挡层和非极性p型掺杂GaN薄膜。 

4.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤b）包括如下过程： 

将LAO衬底在900～1200℃下高温烘烤1～4小时后空冷至室温，然后通入N2等离子体保温30～80分钟，在LAO衬底表面采用射频等离子体增强有机金属化学气相淀积形成AlN籽晶层，N等离子体的流量为40～90sccm，产生等离子体氮的射频功率为200～500W。 

5.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性m面GaN缓冲层的形成过程如下：将LAO衬底温度降为400～800℃，通入TMGa与N等离子体，控制反应室压力为400～700torr、N等离子体的流量为40～90sccm，产生等离子体氮的射频功率为200～700W，Ⅴ/Ⅲ比为800～1200。 

6.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性非掺杂u-GaN层的形成过程如下：控制LAO衬底 温度为1000～1500℃，通入TMGa，控制反应室压力为400torr，Ⅴ/Ⅲ比为180。 

7.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性n型掺杂GaN薄膜的形成过程如下：控制LAO衬底温度为1000～1300℃，通入TMGa和SiH4，保持SiH4的流量为60～100sccm，控制反应室压力为240torr，Ⅴ/Ⅲ比为160，掺杂电子浓度为1.0×10¹⁷～5.3×10¹⁹cm-3。 

8.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性InGaN/GaN量子阱的形成过程如下： 

形成垒层：控制LAO衬底温度为750～950℃，关闭H2，通入TEGa与氨气，控制反应室压力为200torr，Ⅴ/Ⅲ比为986，厚度为10～15nm； 

形成阱层，控制LAO衬底温度为750～950℃，关闭H2，通入TEGa、TMIn与氨气，控制反应室压力为200torr，Ⅴ/Ⅲ比为1439，厚度为2～4nm。 

9.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性m面AlGaN电子阻挡层的形成过程如下：将LAO衬底温度升至900～1050℃，通入TMGa与氨气，控制反应室压力为200torr，Ⅴ/Ⅲ比为986。 

10.如权利要求3所述的基于LAO衬底的非极性蓝光LED外延片的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中非极性p型掺杂GaN薄膜的形成过程如下：控制LAO衬底温度为900～1100℃，通入TMGa、CP2Mg与氨气，保持CP2Mg的流量为250～450sccm，控制反应室压力为200torr，Ⅴ/Ⅲ比为1000～1250，掺杂空穴浓度1.0×10¹⁶～2.2×10¹⁸cm-3。