CN113113287B - 一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用。该制备方法包括：利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜；循环重复步骤a、步骤b或者循环重复步骤b、步骤a，得到InGaN量子点层；其中，步骤a为中断氮源和金属源；步骤b为通入氮源和/或金属源。本发明还提供了上述制备方法得到的铟镓氮量子点。本发明进一步提供了上述铟镓氮量子点在制备高调制速度发光二极管、长波长LED、激光器、mini‑LED、micro‑LED、蓝光LED、绿光LED、红光LED等中的应用。本发明提供的铟镓氮量子点生长密度高、尺寸小且均匀、发光波段宽、发光效率高、载流子寿命短，适用于高速发光光源的制备，具有广阔应用前景。

Description

一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用，属于半导体材料与器件技术领域。
背景技术
自从高效率铟镓氮(InGaN)蓝光量子阱发光二极管(LED)被发明以来，在照明、显示领域获得了广泛应用。但是当前量子阱InGaN器件面临“绿光鸿沟”、“效率下降”、调制带宽过低等问题，限制了量子阱发光器件在红绿光等长波段以及可见光通信等领域的应用。InGaN量子点作为一种3维限制的纳米材料，由于独特的应力释放机制，具有更高的晶体质量，更小的应力，更短的载流子寿命，有望克服传统InGaN量子阱器件所面临的挑战，在高效率三基色LED、低阈值三基色激光器/超辐射发光二极管、高效三基色mini/micro-LED、可见光探测器等器件有广泛的应用前景，在照明、显示、可见光通信、光生物医疗等领域有着重要的应用价值。
通常InGaN量子点生长方式采用Stranski-Krastanov(SK)模式生长，即直接在氮化镓(GaN)表面生长InGaN薄膜，当InGaN厚度超过一定厚度，由于应力的积累释放，InGaN受挤压成点。但是这种方法产生量子点时，往往会在量子点下层留下很厚的浸润层，由于浸润层具有更低的In组分，最终会在量子点样品光谱中引入很强浸润层发光峰，增大样品光谱半高全宽，恶化样品光谱特性。同时厚浸润层的存在会严重降低量子点的发光效率。为了降低浸润层厚度，促进量子点产生，已报道的一些文献通常采用生长中断法生长InGaN量子点，即先在GaN上向MOCVD(金属氧化物化学气相沉积)反应腔通入金属源(包括镓源和铟源)和氨气，生长一定厚度的InGaN薄膜，然后中断所有反应源一段时间。这一方法生长InGaN量子点，相对于直接SK方法中InGaN超过一定厚度后挤压形成量子点，所需生长的InGaN薄膜名义厚度更小，浸润层更薄，最终形成的量子点形貌更好，发光特性更好。但是这种方法产生的量子点通常密度在107-108/cm2，量子点密度较低，且量子点的尺寸分布均匀性较差。另外，这一方法一般只能用于生长绿光样品。且由于量子点密度较低，量子点尺寸较大，一般发光效率也较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用，采用该制备方法可以得到生长密度高、尺寸小且均匀、发光波段宽的铟镓氮量子点，该铟镓氮量子点发光效率高、载流子寿命短，适用于高速发光光源的制备。
为了达到上述目的，本发明提供了一种铟镓氮量子点的制备方法，该制备方法包括：利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜；循环重复步骤a、步骤b或者循环重复步骤b、步骤a，得到InGaN量子点层；其中，步骤a为中断氮源和金属源；步骤b为通入氮源和/或金属源。
在上述制备方法中，在制备InGaN量子点层时，中断反应源会使InGaN薄膜在应力作用和铟组分相分离可以热分解、迁移、重结晶，而恢复通入反应源会使调控InGaN分解迁移和重结晶的过程，通过“中断-通入”或“通入-中断”这一循环能够避免InGaN的过度分解和聚集的过程，从而提高量子点密度，改善分布均匀性，并降低量子尺寸。
在本发明的具体实施方案中，所述步骤a一般是指：中断氮源和金属源1秒至10秒。
在本发明的具体实施方案中，所述步骤b一般是指：通入氮源和/或金属源1秒至10秒。
在本发明的具体实施方案中，在步骤b中，通入金属源一般是指通入金属铟源和/或金属镓源。
在本发明的具体实施方案中，步骤b中，通入金属铟源的流量一般为10-500sccm；通入金属镓源的流量一般为10-500sccm；通入氮源的流量一般为100-20000sccm。
在本发明的具体实施方案中，循环重复步骤a、步骤b或者循环重复步骤b、步骤a可以包括：循环重复步骤a、步骤b的次数为1次至10次，或者，循环重复步骤b、步骤a的次数为1次至30次。在本发明的具体实施方案中，所述利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜的过程一般包括：利用MOCVD法在外延衬底表面形成GaN外延层；再利用氮源、金属铟源、金属镓源在GaN外延层上形成InGaN薄膜。InGaN薄膜形成过程中各反应源的通入流量可以与步骤b中各反应源的通入流量相同或者不同，可以根据实际需要在一定范围内调整。在形成InGaN薄膜的过程中，金属铟源的通入流量一般控制为10-500sccm、金属镓源的通入流量一般控制为10-500sccm，通入氮源的流量一般控制为100-20000sccm。
在本发明的具体实施方案中，所述GaN外延层一般表面平整且晶体质量好，以利于得到晶体质量高的量子点。所述GaN外延层的厚度可以根据需要调整，一般控制在0.1μm-10μm，例如200nm-10μm。
在本发明的具体实施方案中，所述InGaN薄膜越厚，形成的量子点密度越高、且发光波长越长，因此，所述InGaN薄膜的厚度可以根据实际需要进行调整，一般控制为1nm-5nm。
在本发明的具体实施方案中，所述InGaN薄膜的形成温度一般为570℃-750℃。制备蓝色铟镓氮量子点所采用的形成温度一般高于绿色铟镓氮量子点30℃-100℃、通常控制为670℃-750℃。
在本发明的具体实施方案中，在InGaN薄膜形成的过程中，所述反应源(包括述氮源、金属铟源、金属镓源)的通入时间一般为10s-5min。
在本发明的具体实施方案中，可以通过调控反应源的通入时间、InGaN薄膜的厚度、步骤a步骤b的循环周期数以及InGaN薄膜的形成温度进而调控形成的量子点的发光波段以及生长密度。例如，降低反应源的通入时间和InGaN薄膜的厚度、提高步骤a步骤b的循环周期数(7-20次)和InGaN薄膜的形成温度(670℃-750℃)可以获得发光波长较短的铟镓氮量子点(例如蓝光铟镓氮量子点量)，反之，则可以获得发光波长较长的铟镓氮量子点(例如绿光、黄光、橙光、红光的铟镓氮量子点)。
在本发明的具体实施方案中，在利用MOCVD法在外延衬底上形成GaN外延层时，还可以同时通入硅烷(SiH4)，以实现对GaN的N型掺杂。
在本发明的具体实施方案中，在形成GaN外延层后、在形成InGaN薄膜之前，还可以根据实际应用需求在GaN外延层上生长InGaN、AlGaN的薄膜或者超晶格等结构，例如生长InGaN/GaN超晶格结构以适应LED应用的需要，生长AlGaN/GaN超晶格以适应激光器LED的需要等。
在本发明的具体实施方案中，上述金属铟源可以包括三乙基铟和/或三甲基铟。
在本发明的具体实施方案中，上述金属镓源可以包括三乙基镓和/或三甲基镓。
在本发明的具体实施方案中，所述氮源可以包括氨气等。
在本发明的具体实施方案中，所述外延衬底可以选自蓝宝石、GaN衬底、SiC衬底、Si衬底中的一种。
在本发明的具体实施方案中，上述制备方法可以包括：
1、利用MOCVD法在外延衬底表面形成厚度为0.1μm-10μm的GaN外延层。在生长GaN外延层过程中，可以根据需要选择通入硅烷，以实现对GaN外延层进行N型掺杂；在形成GaN外延层后，也可以根据应用领域在GaN外延层生长InGaN、AlGaN薄膜或者超晶格等结构；
2、向上述形成的GaN外延层通入金属源、氮源等反应源，其中，反应源的通入时间可以控制为10s-5min；金属源一般为金属铟源、金属镓源，二者的流量可以分别控制为10-500sccm、10-500sccm，氮源的流量可以控制为100-20000sccm；
上述反应源通入后受热分解，铟、镓等金属原子与氮原子迁移聚集至GaN外延层表面，结晶形成InGaN薄膜；
3、循环重复步骤a、步骤b 1-10次或者循环重复步骤b、步骤a 1-30次，得到InGaN量子点层；
其中，步骤a为中断反应源，中断时间通常为1s-10s，在此过程中InGaN薄膜开始热分解、迁移、重组；
步骤b为通入反应源，通入时间通常为1s-10s，通入的反应源可以是单独的氮源、单独的金属源(金属铟源和/或金属镓源)，也可以是氮源和金属源，反应源的通入流量可以与步骤2相同、也可以不同，通入反应源能够调控InGaN薄膜的分解迁移重结晶的过程，进而影响和调控InGaN量子点的形成过程。
在本发明的具体实施方案中，以循环重复3次步骤a、步骤b为例，所述铟镓氮量子点的制备过程可以包括：
1、利用MOCVD法在外延衬底表面形成GaN外延层；
2、向所述GaN外延层表面通入氮源和金属源，完成在GaN外延层上生长InGaN薄膜；中断氮源源和金属源1秒至10秒，再以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒；然后中断氮源源和金属源1秒至10秒，再以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒；继续中断氮源源和金属源1秒至10秒，再以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒，得到所述InGaN量子点层。
循环重复步骤b、步骤a制备铟镓氮量子点的过程与上述方法相似，以重复3次步骤b、步骤a为例，所述铟镓氮量子点的制备过程可以包括：
1、利用MOCVD法在外延衬底表面形成GaN外延层；
2、向所述GaN外延层表面通入氮源和金属源，完成在GaN外延层上生长InGaN薄膜；继续以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒中断氮源源和金属源1秒至10秒；再以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒，随后中断氮源和金属源1秒至10秒；然后以一定流量通入氮源和/或金属源1秒至10秒，再中断氮源源和金属源1秒至10秒，得到所述InGaN量子点层。
本发明还提供了上述方法制备得到的铟镓氮量子点。相比于常规的SK法、生长中断法仅能合成绿色铟镓氮量子点，本发明提供的铟镓氮量子点的发光波段更宽，其发光波长一般为400nm-800nm，发光波段可覆盖蓝光、绿光、黄光、橙光和红光，例如可以获得发光波长为400nm-500nm的蓝光铟镓氮量子点、也可以获得发光波长为500nm-560nm的绿光铟镓氮量子点、发光波长为560nm-580nm的黄光、发光波长为580nm-600nm的橙光铟镓氮量子点、发光波长为600nm-800nm的红光铟镓氮量子点。
在本发明的具体实施方案中，所述铟镓氮量子点一般具有小且均匀的尺寸，其横向尺寸范围一般在20nm-100nm(例如40nm-100nm)，纵向尺寸1.5nm-15nm(例如1.5nm-5nm)。绿光铟镓氮量子点的横向尺寸一般为40nm-100nm，纵向尺寸一般为2-5nm；蓝光铟镓氮量子点的横向尺寸一般为20nm-30nm，纵向尺寸一般为1.5nm左右。
在本发明的具体实施方案中，所述铟镓氮量子点的发光效率一般在56％以上、较高可达到70％以上，载流子寿命一般在100ps-3ns。在一些具体实施方案中，绿光铟镓氮量子点的发光效率一般为62％以上、载流子寿命一般为1ns-3ns；单层蓝光铟镓氮量子点的发光效率在56％以上、多层蓝光铟镓氮量子点的发光效率可以达到70％以上，单层和多层蓝光铟镓氮量子点的载流子寿命一般为100ps-700ps。
在本发明的具体实施方案中，所述铟镓氮量子点的生长密度的量级一般在106/cm2以上，例如106/cm2-1012/cm2。具体地，绿光、黄光、橙光、红光铟镓氮量子点的生长密度一般为106/cm2-10×109/cm2，蓝光铟镓氮量子点的生长密度一般为1010/cm2-10×1011/cm2。相比于常规方法制备的铟镓氮量子点的生长密度(107-108/cm2)，本发明的方法能够将铟镓氮量子点的生长密度提高一个数量级以上。
本发明进一步提供了上述铟镓氮量子点在制备高调制速度发光二极管、长波长LED、激光器、mini-LED、micro-LED、蓝光LED、绿光LED、红光LED等光源中的应用。具体地，本发明提供的黄绿光的铟镓氮量子点可以用于制作长波长LED、激光器、mini/micro-LED等发光器件；本发明提供的蓝光铟镓氮量子点可以用于制作蓝光LED、激光器和高调制速度蓝光光源等器件；红光、橙光、黄光、绿光铟镓氮量子点可以用于制作红光LED、橙光LED、黄光LED、绿光LED等。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的制备方法能够大幅度提高铟镓氮量子点的尺寸均匀性和生长密度，同时，由于尺寸均匀性的改善，铟镓氮量子点的浸润层更薄、其发光效率得到了极大提升。
2、本发明提供的铟镓氮量子点尺寸小、具有强量子限制效应、超短的载流子寿命和高发光效率，适用于制作可见光通信中的高速发光光源，其应用于量子点高速发光二极管时能够大幅度提升调制带宽。
3、本发明提供的制备方法能够制备发光波段更宽的铟镓氮量子点，通过调控生长条件能够获得红光铟镓氮量子点、橙光铟镓氮量子点、黄光铟镓氮量子点、绿光铟镓氮量子点、蓝光铟镓氮量子点等，适用于制备高速发光二极管、长波长LED、激光器、mini-LED、micro-LED、蓝光LED、绿光LED、黄光LED、橙光LED、红光LED、高调制速度蓝光光源等光学器件，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1至实施例6的铟镓氮量子点制备方法的流程示意图。
图2中的a图为对比例1铟镓氮量子点的典型AFM图，b图为实施例1铟镓氮量子点的典型AFM图，c图-d图为对比例1铟镓氮量子点的尺寸分布图，e图-f图为实施例1铟镓氮量子点的尺寸分布图。
图3的a图为对比例1铟镓氮量子点的变温光致荧光测试光谱，b图为实施例1的铟镓氮量子点的变温光致荧光测试光谱。
图4为实施例2的铟镓氮量子点的典型AFM图。
图5为实施例2的铟镓氮量子点的变温光致荧光测试光谱。
图6为实施例2的铟镓氮量子点的时间分辨光荧光测试光谱。
图7为以实施例2的铟镓氮量子点制成的蓝光LED器件的电致发光光谱。
图8为以实施例2的铟镓氮量子点制成的蓝光LED器件的不同电流密度下的调制带宽测试图。
图9为实施例3的铟镓氮量子点的常温荧光测试光谱图。
图10为实施例4的铟镓氮量子点的常温荧光测试光谱图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
对比例1
本对比例提供了一种铟镓氮量子点的制备方法，具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在宝石蓝衬底上生长厚度为3μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在650℃的温度中，以66sccm流量通入金属镓源TEGa、以330sccm流量通入金属铟源TMIn、以1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间均为90s，在GaN外延层上生长厚度为2nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为20s，得到绿光铟镓氮量子点，记为样品A。
实施例1
本实施例提供一种铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在宝石蓝衬底上生长厚度为3μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在650℃的温度中，按照66sccm流量通入金属镓源TEGa、330sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间均为90s，在GaN外延层上生长厚度为2nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为5s，然后以1400sccm流量通入氨气5s，再中断氨气通入5s，重复“中断反应源5s-通入氨气5s”的循环共5个周期，得到绿光铟镓氮量子点，记为样品B。
实施例2
本实施例提供一种铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在宝石蓝衬底上生长厚度为3μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在650℃的温度中，按照33sccm流量通入金属镓源TEGa、300sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间分别为80s，在GaN外延层上生长厚度为1nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为5s，然后以1400sccm流量通入氨气3s，再中断氨气通入5s，重复“中断反应源5s-通入氨气3s”的循环共8个周期，得到蓝光铟镓氮量子点。
测试例1
本测试例提供了对实施例1和对比例1制备的铟镓氮量子点的形貌和发光特性的测试结果。
图2中的a图、b图分别为对比例1铟镓氮量子点、实施例1铟镓氮量子点的典型AFM图，c图-d图、为对比例1铟镓氮量子点的尺寸分布图、e图-f图为实施例1铟镓氮量子点的尺寸分布图。从图2可以计算出，对比例1生长的铟镓氮量子点密度为3×108/cm2，量子点的横向尺寸为50-200nm，纵向尺寸为5-15nm；实施例1生长的铟镓氮量子点密度为3×109/cm2，量子点的横向尺寸为40-100nm，纵向尺寸为4-10m。二者比较可以看出，实施例1的量子点生长密度高、尺寸小且均匀，对比例1的铟镓氮量子点生长密度低、尺寸不均且整体偏大，形貌较差，说明采用本发明提供的制备方法能够使铟镓氮量子点的生长密度大幅度提高一个数量级，且量子点的尺寸均匀性也得到明显改善，从而有利于量子点发光特性的改善。
图3中的a图、b图分别为对比例1铟镓氮量子点、实施例1铟镓氮量子点的变温光致荧光(TDPL)测试光谱。从图3可以看出，对比例1的样品与实施例1的样品均为绿色量子点，发光波长相似。采用300K时测试光谱积分强度与8K时测试光谱积分强度的比值表征样品内量子效率(IQE)。根据图3的结果计算，对比例1生长的5层铟镓氮量子点的IQE约为41％，实施例1生长的5层铟镓氮量子点的IQE约为62％，实施例1的量子点发光效率相比于对比例1的量子点发光效率提高了52％。此外，在室温300K时，实施例1的量子点的浸润层发光峰相比于对比例1更弱，光谱特性更好。
结合以上比较结果可以看出，实施例1的制备方法能够明显提升铟镓氮量子点的生长密度、尺寸均匀度等形貌特征、发光效率等光谱特性。
测试例2
本测试例提供了对实施例2制备的铟镓氮量子点的形貌和发光特性的测试结果。
图4为实施例2量子点铟镓氮量子点的典型AFM图，从图4可以看出，实施例2的铟镓氮量子点的生长密度高达1011/cm2，量子点的横向尺寸约为20-30nm，纵向尺寸约为1.5nm。这种极小尺寸有利于量子点获得极强的量子限制效应，并且极高的生长密度有利于提高量子点的发光效率。
图5为该量子点的变温光致荧光测试光谱，从图5可以看出，实施例2的铟镓氮量子点的发光波长约为485nm，即为蓝光量子点。单层量子点样品的内量子效率达到56％，证明实施例2的蓝光铟镓氮量子点具有极高的发光效率。
图6为该量子点的时间分辨光荧光测试光谱，从图6可以看出，实施例2的铟镓氮量子点载流子寿命极短，只有约700ps。结合图5的结果可知，实施例2的蓝色铟镓氮量子点具有超短的载流子寿命和高发光效率，非常适用于制作可见光通信中所必需的高速发光光源，有望制作获得调制带宽超过1GHz的量子点高速发光二极管。
测试例3
将实施例2的蓝光铟镓氮量子点按照外延片清洗-光刻-刻蚀-制作电极-制作侧壁钝化层的步骤制成蓝光LED器件，该器件的电致发光光谱如图7所示，在不同电流密度下的调制带宽如图8所示。从图7、图8可以看出，该器件发光波长约为470nm，其在95A/cm2的小电流密度下调制带宽即可达到1.1GHz，而在275A/cm2的电流密度下调制带宽即可达到1.3GHz，相关指标为国际上极性面GaN基高速的LED最佳结果。
实施例3
本实施例提供一种铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在硅衬底上生长厚度为5μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在630℃的温度中，按照50sccm流量通入金属镓源TEGa、500sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间分别为120s，在GaN外延层上生长厚度为3nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为3s，然后同时以1400sccm流量通入氨气和以500sccm流量通入金属铟源TMIn 3s，再中断反应源的通入3s，重复“中断反应源3s-通入氨气和金属铟源TMIn 3s”的循环共15个周期，得到铟镓氮量子点。图9为该铟镓氮量子点的常温荧光测试光谱图，从图9可以看出，该铟镓氮量子点的发光波长为625nm，即为红光铟镓氮量子点。
实施例4
本实施例提供一种铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在GaN自支撑衬底上生长厚度为0.1μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在640℃的温度中，按照50sccm流量通入金属镓源TEGa、400sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间分别为100s，在GaN外延层上生长厚度为2.5nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为10s，然后同时以1400sccm流量通入氨气和以400sccm流量通入金属铟源TMIn和以50sccm流量通入镓源TEGa7s，再中断反应源的通入10s，重复“中断反应源10s-通入氨气和金属铟源TMIn 7s”的循环共6个周期，得到铟镓氮量子点。图10为该铟镓氮量子点的常温荧光测试光谱图，从图10可以看出，该铟镓氮量子点的发光波长为583nm，即为黄光铟镓氮量子点。
实施例5
本实施例提供一种铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在SiC衬底上生长厚度为2μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在650℃的温度中，按照150sccm流量通入金属镓源TEGa、100sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间分别为20s，在GaN外延层上生长厚度为1nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为10s，然后以1400sccm流量通入氨气10s，再中断氨气通入10s，重复“中断反应源10s-通入氨气10s”的循环共10个周期，得到蓝光铟镓氮量子点。
实施例6
本实施例提供一种蓝色铟镓氮量子点的制备方法，如图1，该方法具体包括以下步骤：
1、生长GaN外延层：利用MOCVD法在SiC衬底上生长厚度为2μm的GaN外延层。
2、形成InGaN薄膜：在700℃的温度中，按照150sccm流量通入金属镓源TEGa、100sccm流量通入金属铟源TMIn、1400sccm流量通入氨气，镓源、铟源、氨气的通入时间分别为20s，在GaN外延层上生长厚度为1nm的InGaN薄膜。
3、中断金属镓源、金属铟源和氨气的通入，中断时间为5s，然后以1400sccm流量通入氨气10s，再中断氨气的通入5s，重复“中断反应源5s-通入氨气10s”的循环共20个周期，得到蓝光铟镓氮量子点。

Claims (8)

1.一种铟镓氮量子点的制备方法，其包括：
利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜；
中断金属源和氮源的通入5s，循环重复步骤b、步骤a共8个周期，得到InGaN量子点层；
其中，步骤a为中断氮源；
步骤b为通入氮源；
所述步骤a为：中断氮源5秒；
所述步骤b为：通入氮源3秒
在步骤b中，通入氮源的流量为1400sccm；
所述金属源为金属镓源和金属铟源，所述铟镓氮量子点的生长密度为1011/cm2；
形成InGaN薄膜的过程中通入金属铟源的流量为300sccm；通入金属镓源的流量为33sccm；通入氮源的流量为1400sccm；
所述铟镓氮量子点的横向尺寸为20nm-30nm、纵向尺寸为1.5nm；
所述铟镓氮量子点的发光波长为485nm。
2.根据权利要求1所述的方法，所述利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜包括：
利用MOCVD法在外延衬底表面形成GaN外延层；
再利用氮源、金属铟源、金属镓源在GaN外延层上形成InGaN薄膜。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述GaN外延层的厚度为3μm。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述InGaN薄膜的形成温度为650℃，所述InGaN薄膜的厚度为1nm，所述氮源、金属铟源、金属镓源的通入时间为80s。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属铟源包括三甲基铟；
所述金属镓源包括三乙基镓；
所述氮源包括氨气；
所述外延衬底选自蓝宝石。
6.一种铟镓氮量子点，其是由权利要求1-5任一项所述的方法制备的。
7.根据权利要求6所述的铟镓氮量子点，其中，
所述铟镓氮量子点的发光效率为56％以上；
所述铟镓氮量子点的载流子寿命为700ps。
8.权利要求6或7所述的铟镓氮量子点在制备高调制速度发光二极管、长波长LED、激光器、mini-LED、micro-LED、蓝光LED中的应用。
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