[發明專利]一種GaN基發光二極管外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201811130738.4
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109545922B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 肖云飛;唐成雙;劉春楊;胡加輝;李鵬
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;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GaN基發光二極管外延片及其制備方法，屬于發光二極管技術領域。外延片包括：襯底、GaN緩沖層、GaN非摻雜層、N型摻雜GaN層、淺阱層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層，所述外延片還包括載流子阻擋層，所述載流子阻擋層位于所述淺阱層和所述多量子阱層之間，所述載流子阻擋層包括順次層疊的AlInGaN層、InGaN層和AlN層，所述AlInGaN層靠近所述淺阱層，所述AlN層靠近所述多量子阱層。

技術領域

本發明涉及發光二極管技術領域，特別涉及一種GaN基發光二極管外延片及其制備方法。

背景技術

GaN(氮化鎵)是第三代寬禁帶半導體材料的典型代表，具有優異的高熱導率、耐高溫、耐酸堿、高硬度等特型，被廣泛應用于制作藍、綠、以及紫外發光二極管。GaN基LED(Light Emitting Diode，發光二極管)通常包括外延片和設于外延片上的電極。

現有的一種GaN基LED的外延片，其包括襯底、以及依次生長在襯底上的緩沖層、GaN非摻雜層、N型摻雜GaN層、淺阱層、多量子阱層(又稱有源層)、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層。當有電流通過時，N型半導體(包括N型摻雜GaN層)的電子和P型半導體(包括P型GaN層)的空穴進入多量子阱層阱區并且復合，發出可見光。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

部分電子進入多量子阱層后會沿N型半導體方向發生電子溢流，造成多量子阱層中與空穴復合的電子數量減少，降低了發光效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種GaN基發光二極管外延片及其制備方法，能夠減少沿N型半導體方向發生的電子溢流。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種GaN基發光二極管外延片，包括：襯底、GaN緩沖層、GaN非摻雜層、N型摻雜GaN層、淺阱層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層，

所述外延片還包括載流子阻擋層，所述載流子阻擋層位于所述淺阱層和所述多量子阱層之間，所述載流子阻擋層包括順次層疊的AlInGaN層、InGaN層和AlN層，所述AlInGaN層靠近所述淺阱層，所述AlN層靠近所述多量子阱層。

可選地，所述AlInGaN層為Al_xIn_yGaN層，0.1x0.6，0.2y0.5，所述InGaN層為In_zGaN層，0.3z0.6。

可選地，所述AlInGaN層中In摻入濃度是所述InGaN層中In摻入濃度的30％。

可選地，所述AlInGaN層的厚度為2～8nm，所述InGaN層的厚度為5～15nm，所述AlN層的厚度為1～5nm。

另一方面，提供了一種GaN基發光二極管外延片的制備方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上順次沉積GaN緩沖層、GaN非摻雜層、N型摻雜GaN層和淺阱層；

在所述淺阱層上沉積載流子阻擋層，所述載流子阻擋層包括順次層疊的AlInGaN層、InGaN層和AlN層；

在所述AlN層上順次沉積多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層、以及P型接觸層。

可選地，所述AlInGaN層為Al_xIn_yGaN層，0.1x0.6，0.2y0.5，所述InGaN層為In_zGaN層，0.3z0.6。

可選地，所述AlInGaN層中In摻入濃度是所述InGaN層中In摻入濃度的30％。