[發明專利]一種GaN基發光二極管外延片及其制備方法

在審

• 申請號: 201811376957.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109860356A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陶章峰;喬楠;余雪平;程金連;胡加輝
• 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;H01L33/06;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GaN基發光二極管外延片及其制備方法，屬于GaN基發光二極管領域。所述發光二極管外延片包括：襯底、在所述襯底上順次沉積的緩沖層、非摻雜GaN層、N型摻雜GaN層、低溫應力釋放層、多量子阱層、低溫P型GaN層、電子阻擋層、高溫P型GaN層、以及P型接觸層，所述多量子阱層包括若干層疊的阱壘層，所述阱壘層包括量子阱層和量子壘層，所述量子阱層包括第一InGaN層，所述量子壘層包括順次層疊的第一AlInGaN層、GaN層、以及第二AlInGaN層，靠近所述低溫應力釋放層的阱壘層中的量子阱層與所述低溫應力釋放層接觸。

技術領域

本發明涉及GaN基發光二極管領域，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)基LED(Light Emitting Diode，發光二極管)一般包括外延片和在外延片上制備的電極。外延片通常包括：襯底、以及順次層疊在襯底上的緩沖層、非摻雜GaN層、N型GaN層、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)層、電子阻擋層、P型GaN層和接觸層。當有電流注入GaN基LED時，N型GaN層等N型區的電子和P型GaN層等P型區的空穴進入MQW有源區并且復合，發出可見光。其中，MQW層一般是采用InGaN阱層和GaN壘層交替生長的周期結構。

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：InGaN阱層和GaN壘層之間存在較大的晶格失配，將在InGaN阱層和GaN壘層的異質結界面處形成很大的應力，進而產生很強的壓電極化。壓電極化將引起量子限制斯塔克效應，即在量子阱中產生內建電場，該內建電場將使能帶發生傾斜，改變導帶和價帶的能級，降低載流子躍遷能量，還改變能帶中載流子的束縛態波函數，使得電子和空穴波函數空間分離，減少電子波函數與空穴波函數的重疊，降低電子和空穴的輻射復合效率。

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，能夠降低甚至消除因傳統InGaN/GaN晶格不匹配造成的阱壘界面形成的應力。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種GaN基發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括：

襯底、在所述襯底上順次沉積的緩沖層、非摻雜GaN層、N型摻雜GaN層、低溫應力釋放層、多量子阱層、低溫P型GaN層、電子阻擋層、高溫P型GaN層、以及P型接觸層，所述多量子阱層包括若干層疊的阱壘層，所述阱壘層包括量子阱層和量子壘層，所述量子阱層包括第一InGaN層，所述量子壘層包括順次層疊的第一AlInGaN層、GaN層、以及第二AlInGaN層，靠近所述低溫應力釋放層的阱壘層中的量子阱層與所述低溫應力釋放層接觸。

可選地，所述量子阱層為低溫量子阱層，所述第一AlInGaN層和所述第二AlInGaN層均為低溫AlInGaN層，所述GaN層為高溫GaN層。

可選地，所述量子阱層還包括InN層和第二InGaN層，所述InN層位于所述第一InGaN層與所述第二InGaN層之間，與所述低溫應力釋放層接觸的量子阱層中的第一InGaN層與所述低溫應力釋放層接觸。

可選地，所述第一InGaN層和所述第二InGaN層均為In_x1Ga_1-x1N層，所述第一AlInGaN層和所述第二AlInGaN層均為Al_yIn_x2Ga_1-x2-yN層，0.1≤y≤0.8，0.1≤x1≤0.3，0.05≤x2≤0.2。

可選地，所述第一InGaN層和所述第二InGaN層的厚度均為所述InN層的厚度為所述第一AlInGaN層和所述第二AlInGaN層的厚度均為所述GaN層的厚度為所述阱壘層的數量為6～10。

第二方面，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；