[發明專利]一種發光二極管外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201810634505.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN109065678B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 洪威威;王倩;周飚;胡加輝
• 申請（專利權）人: 華燦光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32;H01L33/00
• 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

本發明公開了一種發光二極管外延片及其制備方法，屬于發光二極管制造領域。通過將有源層中的壘層設置為包括依次層疊的In_xGa_1?xN子壘層、Al_aIn_yN子壘層、Al_bGa_1?b?zIn_zN子壘層、Al_cGa_1?cN子壘層、Al_bGa_1?b?zIn_zN子壘層、Al_aIn_yN子壘層、In_xGa_1?xN子壘層，這種對稱生長的壘層結構，在與阱層交替生長時，可減小外延層中整體積累的應力，同時也能夠減小其在自身生長過程中引入的應力，進而減小外延層中由應力引起的壓電極化現象，同時，壘層中分別設置在Al_cGa_1?cN子壘層兩側的In_xGa_1?xN子壘層可減小壘層整體與InGaN阱層之間的晶格失配，進一步減小有源層中的壓電極化現象，進而減少有源層中的能帶彎曲情況，增大電子和空穴波函數空間重疊，進而增大電子與空穴的有效輻射復合率，提高發光二極管的發光效率。

技術領域

本發明涉及發光二極管制造領域，特別涉及一種發光二極管外延片及其制備方法。

背景技術

發光二極管是一種可以把電能轉化成光能的半導體二極管，具有體積小、壽命長、功耗低等優點，目前被廣泛應用于汽車信號燈、交通信號燈、顯示屏以及照明設備。外延片是制作發光二極管的基礎結構，外延片的結構包括襯底及在襯底上生長出的外延層。其中，外延層的結構主要包括：依次生長在襯底上的AlN緩沖層、低溫GaN緩沖層、未摻雜的GaN層、N型GaN層、有源層、電子阻擋層及P型GaN層。

但在一般結構中，由于外延層在生長過程中會積累較多的應力，應力的積累在外延層中造成壓電極化，由應力積累帶來的壓電極化與外延層內部原本存在的自發極化現象會導致有源層中出現能帶彎曲的現象，電子和空穴波函數空間分離，進而大幅降低電子與空穴的有效輻射復合率，使得發光二極管的發光效率較低。

發明內容

本發明實施例提供了一種發光二極管外延片及其制備方法，能夠提高發光二極管的發光效率。所述技術方案如下：

本發明實施例提供了一種發光二極管外延片，所述外延片包括襯底及依次層疊設置在所述襯底上的AlN緩沖層、低溫GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、有源層及P型GaN層，

所述有源層包括交替層疊的壘層與阱層，所述阱層包括InGaN阱層，所述壘層包括依次層疊的In_xGa_1-xN子壘層、Al_aIn_yN子壘層、Al_bGa_1-b-zIn_zN子壘層、Al_cGa_1-cN子壘層、Al_bGa_1-b-zIn_zN子壘層、Al_aIn_yN子壘層、In_xGa_1-xN子壘層，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.5，0＜z＜0.5，0.5＜a＜1，0.5＜b＜1，0＜c＜1，a與y的關系滿足公式：a+y＝1。

可選地，0＜x＜1，0＜y＜0.3，0＜z＜0.3，0.7＜a＜1，0.7＜b＜1，0＜c＜1。

可選地，x＞y＞z，a＜b＜c。

可選地，a、b、c之間的關系滿足公式：b-a＝c-b。

可選地，(b-a)/a＝d，其中，1.2≤d≤1.5。

可選地，x、y、z之間的關系滿足公式：x-y＝y-z。