多量子阱層19和厚度為200nm p-GaN層20,其中,InGaN/GaN多量子阱層19是由厚度為3nm GaN和厚度為I Inm InGaN依次交錯排布形成,共排布十個周期。
[0036]所述生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法如下:
[0037](I)制備Si襯底層11:將單晶Si (111)襯底放入15 % HF溶液中室溫超聲清洗15-20秒,去除表面粘污顆粒,再依次用乙醇、去離子水超聲清洗,最后用高純干燥氮氣吹干備用;
[0038](2)生長AlN緩沖層12:取步驟(I)制備的Si襯底層11于溫度為1000°C、氣壓為50Torr條件下,通入流量為240ymol/min的三甲基鋁、流量為7.5slm的NH3,然后AlN緩沖層12以生長速度為3nm/s生長至厚度為90nm;
[0039](3)生長AlxGapxN緩沖層12:在步驟(2)中所述AlN緩沖層12生長條件下,維持三甲基鋁流量不變,然后通入流量為18ymol/min三甲基鎵至Al0.2Ga0.8N緩沖層厚度生長為95nm ;再將三甲基鎵的流量增加到50ymol/min至AlQ.5Ga0.5N緩沖層厚度生長為140nm;最后將三甲基鎵的流量增加到80ymol/min至AlQ.8GaQ.2N緩沖層13厚度生長為185nm;
[0040](4)生長AlN插入層14:在步驟(3)所述步進AlxGal-XN緩沖層13基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為800°C、反應(yīng)室氣壓為50Torr,通入流量為145ymol/min三甲基鋁、流量為7slm NH3,然后AlN插入層14以生長速度為4nm/min在AlxGai—XN緩沖層13上生長至30nm;
[0041 ] (5)生長下層三維GaN島層15:在步驟(4)所述AlN插入層14基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)溫度至800°C、反應(yīng)室氣壓為300Torr,通入流量為280ymol/min三甲基鎵、流量為50slm NH3,然后相互獨立的島以生長速度45nm/min生長至厚度為30_200nm,相互獨立的島形成的下層三維GaN島層15的平均厚度為145nm;
[0042](6)沉積原位SiN插入層16:在步驟(5)所述下層三維GaN島層15基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為1000°c、反應(yīng)室氣壓為500Torr,通入流量為190ymol/min SiH4、流量為545slm NH3,沉積180s;
[0043](7)生長上層三維GaN島層17:在步驟(6)所述原位SiN插入層16基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為8000C,反應(yīng)室氣壓為300Torr,通入流量為140ymol/min三甲基鋁、流量為7slm NH3,然后上層三維GaN島層17以4nm/min生長速度至下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16和上層三維GaN島層17的總厚度為500nm;
[0044](8)在步驟(7)所述上層三維GaN島層17上依次生長厚度為2μπι、Si摻濃度為5xl018cm—3的n-GaN層18,交錯排布厚度為3nm的InGaN和厚度為I Inm的GaN,且交錯排布十個周期形成InGaN/GaN多量子阱層19,以及厚度為200nm p-GaN層20。
[0045]實施例2
[0046]本實施例公開的采用SiN插入層在Si襯底上生長的LED外延片,其包括Si襯底層11、厚度為10nm AlN緩沖層12、由厚度為55nm Al0.Aa0.sN緩沖層、厚度為150nm Al0.5Ga0.5N緩沖層、厚度為200nm Al0.8Ga0.2N緩沖層組成的步進AlxGa1-XN緩沖層13、厚度為40nm AlN插入層14、由相互獨立的島組成平均厚度為150nm的下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16、上層三維GaN島層17,其中下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16、上層三維GaN島層17的總厚度為lOOOnm,還包括依次在上層三維GaN島層17上生長厚度為3μπι n_GaN層18、厚度為155nm InGaN/GaN多量子阱層19和厚度為205nm p-GaN層20,其中,InGaN/GaN多量子阱層19是由厚度為3.5nm GaN和厚度為12nm InGaN依次交錯排布形成,共排布十個周期。
[0047]所述生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法如下:
[0048](I)制備S i襯底層11:將單晶S i (111)襯底放入15 % HF溶液中室溫超聲清洗15_20秒,去除表面粘污顆粒,再依次用乙醇、去離子水超聲清洗,最后用高純干燥氮氣吹干備用;
[0049](2)生長AlN緩沖層12:取步驟(I)制備的Si襯底層11于溫度為1050°C、氣壓為55Torr條件下,通入流量為250ymol/min的三甲基鋁、流量為8slm NH3,然后AlN緩沖層12以生長速度為3.5nm/s生長至厚度為10nm;
[0050](3)生長AlxGapxN緩沖層13:在步驟(2)中所述AlN緩沖層12生長條件下,維持三甲基鋁流量不變,然后通入流量為20μπκ)1/π?η三甲基鎵至AlQ.2GaQ.8N緩沖層厚度生長為10nm;再將三甲基鎵的流量增加到55ymol/min至AlQ.5Ga0.5N緩沖層厚度生長為150nm;最后將三甲基鎵的流量增加到85ymol/min至Al0.sGa0.2N緩沖層厚度生長為200nm;
[0051](4)生長AlN插入層14:在步驟(3)所述步進AlxGal-XN緩沖層13基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為825°C、反應(yīng)室氣壓為55Torr,通入流量為150ymol/min三甲基鋁、流量為8slm NH3,然后AlN插入層14以生長速度為5nm/min在AlxGai—XN緩沖層13上生長至40nm;
[0052](5)生長下層三維GaN島層15:在步驟(4)所述AlN插入層基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)溫度至9500C、反應(yīng)室氣壓為450Torr,通入流量為300ymol/min三甲基鎵、流量為56slm NH3,然后相互獨立的島以生長速度50nm/min生長至厚度為30_200nm,相互獨立的島形成的下層三維GaN島層15的平均厚度為150nm;
[0053](6)沉積原位SiN插入層16:在步驟(5)所述下層三維GaN島層15基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為10500C、反應(yīng)室氣壓為525Torr,通入流量為200ymol/min SiH4、流量為50sIm NH3,沉積 90s ;
[0054](7)生長上層三維GaN島層17:在步驟(6)所述原位SiN插入層基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為900°C,反應(yīng)室氣壓為450Torr,通入流量為150ymol/min三甲基鋁、流量為8slm NH3,然后上層三維GaN島層17以5nm/min生長速度至下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16和上層三維GaN島層17的總厚度為100nm;
[0055](8)在步驟(7)所述上層三維GaN島層上依次生長厚度為3ym、Si摻濃度為5X1018cm—3的n-GaN層18,交錯排布厚度為3.5nm的InGaN和厚度為12nm GaN層,交錯排布十個周期形成InGaN/GaN多量子阱層19,以及厚度為205nm p-GaN層20。
[0056]實施例3
[0057]本實施例公開的采用SiN插入層在Si襯底上生長的LED外延片,其包括Si襯底層
11、厚度為IlOnm AlN緩沖層12、由厚度為105nm Al0.2Ga0.8N緩沖層、厚度為155nmAl0.5GaQ.5N緩沖層、厚度為210nm AlQ.8Ga0.2N緩沖層組成的步進AlxGa1-XN緩沖層13、厚度為45nm AlN插入層14、由相互獨立的島組成平均厚度為155nm的下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16、上層三維GaN島層17,其中下層三維GaN島層15、原位SiN插入層16、上層三維GaN島層17的總厚度為1500nm,還包括依次在上層三維GaN島層17上生長厚度為4μπι n_GaN層18、厚度為170nm InGaN/GaN多量子阱層19和厚度為210nm p-GaN層20,其中,InGaN/GaN多量子阱層19是由厚度為4nm GaN和厚度為13nm InGaN依次交錯排布形成,共排布十個周期。
[0058]所述生長在Si襯底上的LED外延片的制備方法如下:
[0059 ] (I)制備S i襯底層11:將單晶S i (111)襯底放入15 % HF溶液中室溫超聲清洗15-20秒,去除表面粘污顆粒,再依次用乙醇、去離子水超聲清洗,最后用高純干燥氮氣吹干備用;
[0060](2)生長AlN緩沖層12:取步驟(I)制備的Si襯底層11于溫度為1100°C、氣壓為60Torr條件下,通入流量為260ymol/min的三甲基鋁、流量為9slm NH3,然后AlN緩沖層12以生長速度為4nm/s生長至厚度為I 1nm;
[0061](3)生長AlxGapxN緩沖層13:在步驟(2)中所述AlN緩沖層12生長條件下,維持三甲基鋁流量不變,然后通入流量為25μπκ)1/π?η三甲基鎵至AlQ.2GaQ.8N緩沖層厚度生長為105nm;再將三甲基鎵的流量增加到60ymol/min至AlQ.5Ga0.5N緩沖層厚度生長為155nm;最后將三甲基鎵的流量增加到90ymol/min至AlQ.8GaQ.2N緩沖層厚度生長為210nm;
[0062](4)生長AlN插入層14:在步驟(3)所述步進AlxGal-XN緩沖層13基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)生長溫度為850°C、反應(yīng)室氣壓為60Torr,通入流量為160ymol/min三甲基鋁、流量為9slm NH3,然后AlN插入層14以生長速度為6nm/min在AlxGai—xN緩沖層13上生長至45nm;
[0063](5)生長下層三維GaN島層15:在步驟(4)所述AlN插入層14基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)溫度至1050C、反應(yīng)室氣壓為600