1.一种LED外延片的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)准备衬底
H2环境中高温净化衬底;在1000℃ 1100℃的H2气氛下,通入100L/min 130L/min的H2,~ ~保持反应腔压力100mbar 300mbar,处理衬底8min 10min;
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(2)采用金属有机化合物化学气相沉积法在衬底上形成外延片所述外延片包括从衬底上由下而上依次生成低温缓冲层、U型氮化镓GaN层、N型GaN层、垒层/阱层/补充层/斜阱层结构的多量子阱层、功能层、发光层和P型GaN层;
其特征在于,在步骤(2)中,采用金属有机化合物化学气相沉积法生长10 15个周期的~垒层/阱层/补充层/斜阱层结构的多量子阱层:
a. 在N2或N2/H2混合气氛、850~870℃条件下生长GaN垒层;
b. 在N2或N2/H2混合气氛、650 720℃条件下生长InGaN阱层;
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c. 补充层的生长:
阱层生长结束后,中断金属Ga源的通入,继续通入金属In源,中断时间为10~25s,同时以1.0~1.5℃/s的速度从阱层的生长温度开始升温,形成补充层;
d.斜阱层的生长:
再继续通入金属Ga源,同时以2.5 3℃/s的速度继续升温,形成In组分渐变的斜阱层;
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在所述步骤(2)中,所述功能层至少包括3个由下至上依次生长的循环层,所述循环层包括由下至上依次生长的掺硅元素的N型GaN层,掺硅元素、铝元素和铟元素的第一N型铝铟氮化镓AlInGaN层,掺入硅元素、 铝元素和铟元素的第二N型AlInGaN层,且所述掺硅元素的N型GaN层、所述第一N型AlInGaN层和所述第二N型AlInGaN层的掺杂浓度不同。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述循环层中每一层的硅元素的掺杂浓度为1e17/cm3 1e19/cm3,掺杂有铝元素的层中铝元素的组分为0.02wt% 0.5wt%,掺杂有铟~ ~元素的层中铟元素的组分为0.02wt% 0.05wt%。
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3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,上述功能层的生长温度位于750℃ 1000℃范~围内、压力位于50torr 500torr范围内、转速位于为1000rpm 1500rpm范围内、生长速率位~ ~于3μm/h 5μm/h范围内。
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4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,采用金属有机化合物化学气相沉积法,在550 580℃,保持反应腔压力300mbar 600mbar,通入流量为10000sccm~ ~ ~
20000sccm的NH3、50sccm~100sccm的TMGa、100L/min~130L/min的H2、在衬底上生长厚度为
20nm 40nm的低温缓冲层GaN。
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5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,在低温缓冲层GaN上生长U型GaN层:首先生长2D型GaN层,生长温度为1050℃,厚度为0.05um,生长压力100torr;
然后快速降温增压生长3D型GaN层,生长温度为990℃,生长厚度为0.05um,生长压力为
400torr。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,N型GaN为掺杂Si的N型GaN层,其生长工艺为:保持反应腔压力、温度不变,通入流量为30000sccm 60000sccm的NH3、~
200sccm~400sccm的TMGa、100L/min~130L/min的H2、20sccm~50sccm的SiH4,持续生长3μm~4μm掺杂Si的N型GaN,Si掺杂浓度5E18atoms/cm3 1E19atoms/cm3;保持反应腔压力、温度不变,~通入流量为30000sccm~60000sccm的NH3、300sccm~400sccm的TMGa、110L/min~130L/min的H2、6sccm~10sccm的SiH4,持续生长300μm~400μm掺杂Si的N型GaN,Si掺杂浓度5E17atoms/cm3 1E18atoms/cm3。
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