1.生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,包括生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的GaN緩沖層,生長(zhǎng)在GaN緩沖層上的Al納米島層,生長(zhǎng)在Al納米島層上的非摻雜GaN層,生長(zhǎng)在非摻雜GaN層上的n型摻雜GaN薄膜,生長(zhǎng)在n型摻雜GaN薄膜上的InGaN/GaN量子阱,生長(zhǎng)在InGaN/GaN量子阱上的p型摻雜GaN薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述ScMgAlO4襯底以(0001)面偏(11-20)面0.5~1°為外延面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述GaN緩沖層的厚度為50~100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述Al納米島層的厚度為50~200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述非摻雜GaN層的厚度為200~300nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述n型摻雜GaN薄膜的厚度為3~5μm,n型摻雜GaN薄膜濃度為5~9×1018cm-3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述InGaN/GaN量子阱為7~10個(gè)周期的InGaN阱層/GaN壘層,其中InGaN阱層的厚度為2~3nm;GaN壘層的厚度為10~13nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片,其特征在于,所述p型摻雜GaN薄膜的厚度為250~350nm,p型摻雜GaN薄膜摻雜濃度為2~5×1018cm-3。
9.權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的生長(zhǎng)在鋁酸鎂鈧襯底上的LED外延片的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)襯底以及其晶向的選取:采用鋁酸鎂鈧襯底,以(0001)面偏(11-20)面0.5~1°為外延面,晶體外延取向關(guān)系為:GaN的(0001)面平行于ScMgAlO4襯底的(0001)面;
(2)襯底退火處理,所述退火的具體過程為:將襯底放入分子束外延真空生長(zhǎng)室,在600~700℃下對(duì)ScMgAlO4襯底進(jìn)行退火處理1-2h,獲得原子級(jí)平整的襯底表面;
(3)GaN緩沖層外延生長(zhǎng):襯底溫度調(diào)為450~550℃,采用脈沖激光沉積技術(shù)在反應(yīng)室的壓力為1.0~4.0×10-5Pa、激光能量密度為1.5-3.0J/cm2的條件下生長(zhǎng)GaN緩沖層;在450~550℃生長(zhǎng)緩沖層;
(4)Al納米島層的外延生長(zhǎng):采用分子束外延生長(zhǎng)工藝,將襯底保持在700~900℃,N2流量0.1-2sccm,Al源蒸發(fā)溫度為1100-1200℃,在步驟(3)得到的GaN緩沖層上生長(zhǎng)Al納米島層;
(5)非摻雜GaN層的外延生長(zhǎng):采用分子束外延生長(zhǎng)工藝,將襯底保持在500~600℃,在反應(yīng)室的壓力為6.0~8.0×10-5Pa、生長(zhǎng)速度為0.6~0.8ML/s條件下,在步驟(4)得到的Al納米島層上生長(zhǎng)非摻雜GaN層;
(6)n型摻雜GaN薄膜的外延生長(zhǎng):采用分子束外延生長(zhǎng)工藝,將襯底溫度升至650~750℃,在反應(yīng)室壓力為6.0~8.0×10-5Pa、生長(zhǎng)速度為0.6~0.8ML/s條件下,在步驟(5)得到的非摻雜GaN層上生長(zhǎng)n型摻雜GaN薄膜;
(7)InGaN/GaN多量子阱的外延生長(zhǎng):采用分子束外延生長(zhǎng)工藝,生長(zhǎng)溫度為650~750℃,在反應(yīng)室的壓力為1.0~2.0×10-5Pa、生長(zhǎng)速度為0.2~0.4ML/s條件下,在步驟(6)得到的n型摻雜GaN薄膜上生長(zhǎng)InGaN/GaN多量子阱;
(8)p型摻雜GaN薄膜的外延生長(zhǎng):采用分子束外延生長(zhǎng)工藝,將襯底溫度調(diào)至650~750℃,反應(yīng)室的壓力6.0~8.0×10-5Pa、生長(zhǎng)速度0.6~0.8ML/s條件下,在步驟(7)得到的InGaN/GaN多量子阱上生長(zhǎng)p型摻雜GaN薄膜。