[發明專利]一種藍綠光發光二極管的外延片及制備方法

在審

• 申請號: 201710051020.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106816503A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 孫玉芹;董彬忠;王江波
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/20;H01L33/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本發明涉及光電子技術領域，特別涉及一種藍綠光發光二極管的外延片及制備方法。

背景技術

發光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)作為光電子產業中極具影響力的新產品，具有體積小、使用壽命長、顏色豐富多彩、能耗低等特點，廣泛應用于照明、顯示屏、信號燈、背光源、玩具等領域。芯片是LED的核心組件，它由外延片經過多道工序加工而成。

藍綠光發光二極管的外延片主要包括襯底和依次生長在襯底上的緩沖層、u型GaN層、N型GaN層、有源層和P型GaN層。其中，襯底采用圖形化襯底(英文：Patterned Sapphire Substrate，簡稱：PSS)或者平片襯底。若采用平片襯底，則襯底與GaN之間存在很大的晶格失配，最終導致LED的亮度過低、抗靜電能力較差；若采用PSS，則可以減少襯底與GaN之間的晶格失配，提高外延片的質量，但是PSS的制作成本較高，導致LED的成本增加。

發明內容

為了解決采用現有技術中的PSS會導致成本增加，而采用平片襯底會降低外延片的質量的問題，本發明實施例提供了一種藍綠光發光二極管的外延片及制備方法。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種藍綠光發光二極管的外延片，所述外延片包括平片襯底和依次層疊在所述平片襯底上的AlN緩沖層、u型GaN層、N型GaN層、有源層和P型GaN層，其中，所述AlN緩沖層的厚度為5nm～50nm。

優選地，所述AlN緩沖層的厚度為dnm，5≤d＜25。

進一步地，所述有源層包括交替層疊的多個InGaN阱層和多個GaN壘層，所述InGaN阱層的厚度為2.8nm～3.8nm，所述GaN壘層的厚度為5nm～30nm。

優選地，所述N型GaN層的厚度為1μm～4μm。

優選地，所述P型GaN層的厚度為100nm～500nm。

另一方面，本發明實施例還提供了一種藍綠光發光二極管的外延片的制備方法，所述制備方法包括：

提供一平片襯底；

在所述平片襯底上外延生長AlN緩沖層；

在所述AlN緩沖層上生長u型GaN層；

在所述u型GaN層上生長N型GaN層；

在所述N型GaN層上生長有源層；

在所述有源層上生長P型GaN層，

其中，所述AlN緩沖層的厚度為dnm，5≤d＜25。

進一步地，所述AlN緩沖層的生長溫度為1000～1100℃。

優選地，所述有源層包括交替層疊的多個InGaN阱層和多個GaN壘層，所述多個InGaN阱層的生長溫度為790～820℃，所述多個GaN壘層的生長溫度為910～940℃。

可選地，所述N型GaN層的生長溫度為1210～1240℃。

可選地，所述P型GaN層的生長溫度為980～1010℃。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過在平片襯底上依次層疊AlN緩沖層、u型GaN層、N型GaN層、有源層和P型GaN層，由于采用平片襯底，相比使用PSS可以降低制作的成本，同時平片襯底上設置有AlN緩沖層，且AlN緩沖層的厚度為5nm～25nm，AlN緩沖層的晶格常數接近于平片襯底和u型GaN層，從而可以減少外延片中的晶格缺陷，提高外延片的質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種藍綠光發光二極管的外延片的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的一種有源層的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一種藍綠光發光二極管的外延片的制備方法的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的另一種藍綠光發光二極管的外延片的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1是本發明實施例提供的一種藍綠光發光二極管的外延片的結構示意圖，如圖1所示，該外延片包括平片襯底10和依次層疊在平片襯底10上的AlN緩沖層20、u型GaN層30、N型GaN層40、有源層50和P型GaN層60，其中，AlN緩沖層20的厚度dnm，5≤d＜25。