[發明專利]一種發光二極管的外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710299881.5
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107293622B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張宇;馬歡;肖云飛
• 申請（專利權）人: 華燦光電(蘇州)有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 11138 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 徐立

本發明公開了一種發光二極管的外延片及其制備方法，屬于光電子技術領域。該外延片包括襯底和依次層疊在襯底上的緩沖層、u型GaN層、n型GaN層、發光層、電子阻擋層、p型GaN層、Mg₃N₂層和透明導電層，Mg₃N₂層摻雜有Si，由于Mg₃N₂層中摻雜有Si，雜質Si能降低Mg的激活能，因此可以提高Mg在Mg₃N₂層中的激活效率，提高Mg₃N₂層中的空穴濃度，由Mg₃N₂層提供空穴，因此p型GaN層中只摻雜較低濃度的Mg，低濃度摻雜的p型GaN層具有較小的電阻，利于空穴的傳輸，可以提高空穴和電子在發光層中的復合，從而提高發光效率，Mg₃N₂層與透明導電層的接觸電阻很低，有利于降低正向工作電壓。

技術領域

本發明涉及光電子技術領域，特別涉及一種發光二極管的外延片及其制備方法。

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。LED的核心結構是外延片，外延片的制作對LED的光電特性有著較大的影響。

外延片通常包括緩沖層、u型GaN層、n型GaN層、發光層、電子阻擋層、p型GaN層和透明導電層，p型GaN層中摻雜有Mg，用于提供空穴，與n型GaN層提供的電子復合。

由于Mg的激活能很高，這使得Mg的激活效率很低，因此難以在外延片中得到較高的空穴濃度?？昭舛冗^低會降低發光效率，為了獲得較高的空穴濃度，現有的p型GaN層中都摻雜有較高濃度的Mg，但是高濃度Mg摻雜的GaN電阻率很高，達到了10⁸Ω〃cm，使得p型GaN層電阻很大，p型GaN層的晶體質量也會變差，導致正向工作電壓的升高。

發明內容

為了解決高濃度Mg摻雜的p型GaN層電阻率高、晶體質量差的問題，本發明實施例提供了一種發光二極管的外延片及其制備方法。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種發光二極管的外延片，所述外延片包括襯底和依次層疊在所述襯底上的緩沖層、u型GaN層、n型GaN層、發光層、電子阻擋層、p型GaN層、Mg₃N₂層和透明導電層，所述Mg₃N₂層摻雜有Si。

優選地，所述Mg₃N₂層的厚度為5～10nm。

進一步地，所述Mg₃N₂層中，Si的摻雜濃度為1E17cm^-3～5E17cm^-3。

優選地，所述p型GaN層中，Mg的摻雜濃度為5E18cm^-3～1E19cm^-3。

優選地，所述p型GaN層的厚度為50～100nm。

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

提供一襯底；

在所述襯底上依次生長緩沖層、u型GaN層、n型GaN層、發光層、電子阻擋層、p型GaN層、Mg₃N₂層和透明導電層，所述Mg₃N₂層摻雜有Si。

進一步地，所述Mg₃N₂層的生長溫度為900℃～1000℃。