[發(fā)明專利]一種GaN基發(fā)光二極管外延片及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811383980.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN109671820A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇晨;王慧;肖揚(yáng);肖云飛;胡加輝;李鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華燦光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/14
• 分類號(hào): H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

本發(fā)明公開了一種GaN基發(fā)光二極管外延片及其制備方法，屬于GaN基發(fā)光二極管領(lǐng)域。所述方法包括：提供襯底；在所述襯底上順次沉積緩沖層、非摻雜GaN層、N型摻雜GaN層、低溫應(yīng)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，所述電子阻擋層包括若干層疊的復(fù)合層，所述復(fù)合層包括BAlN子層和GaN子層，所述BAlN子層為B_xAl_1?xN子層，0.13≤x≤0.15。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及GaN基發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別涉及一種GaN基發(fā)光二極管外延片及其制備方法。

背景技術(shù)

GaN(氮化鎵)基LED(Light Emitting Diode，發(fā)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(dāng)有電流注入GaN基LED時(shí)，N型GaN層等N型區(qū)的電子和P型GaN層等P型區(qū)的空穴進(jìn)入MQW有源區(qū)并且復(fù)合，發(fā)出可見(jiàn)光。其中，電子阻擋層一般是AlGaN電子阻擋層，用于阻擋MQW有源區(qū)的電子溢流至P型區(qū)，增加電子和空穴的空間復(fù)合幾率。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：AlGaN電子阻擋層在阻擋電子溢流的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高的價(jià)帶帶階，高的價(jià)帶帶階將阻礙空穴向MQW有源區(qū)遷移，從而導(dǎo)致載流子復(fù)合發(fā)光效率降低，降低了LED的內(nèi)量子發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種GaN基發(fā)光二極管外延片及其制備方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電子阻擋層的能帶為價(jià)帶帶階接近于0、且導(dǎo)帶帶階比較高的能帶結(jié)構(gòu)。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種GaN基發(fā)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緩沖層、非摻雜GaN層、N型摻雜GaN層、低溫應(yīng)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，所述電子阻擋層包括若干層疊的復(fù)合層，所述復(fù)合層包括BAlN子層和GaN子層，所述BAlN子層為B_xAl_1-xN子層，0.13≤x≤0.15。

可選地，所述在所述襯底上順次沉積緩沖層、非摻雜GaN層、N型摻雜GaN層、低溫應(yīng)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，包括：

將所述襯底放置到金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀設(shè)備的反應(yīng)腔中的襯底托盤上，并對(duì)所述襯底托盤進(jìn)行加熱和驅(qū)動(dòng)所述襯底托盤轉(zhuǎn)動(dòng)；

在所述襯底上順次沉積所述緩沖層、所述非摻雜GaN層、所述N型摻雜GaN層、所述低溫應(yīng)力釋放層、所述多量子阱層、以及所述低溫P型GaN層；

在所述低溫P型GaN層上沉積所述電子阻擋層，在生長(zhǎng)所述電子阻擋層時(shí)，所述襯底托盤的轉(zhuǎn)速為800～1000轉(zhuǎn)/分鐘，所述反應(yīng)腔的溫度為900～1000℃，所述反應(yīng)腔的壓力為20～200torr；

在所述電子阻擋層上順次沉積所述高溫P型GaN層、以及所述P型接觸層。

可選地，所述在所述低溫P型GaN層上沉積所述電子阻擋層，包括：

向所述反應(yīng)腔輸送第一反應(yīng)氣體，以生長(zhǎng)第i個(gè)復(fù)合層中的BAlN子層，所述第一反應(yīng)氣體包括氨氣、三甲基硼、三甲基鋁和三乙基鎵，i為正整數(shù)；

向所述反應(yīng)腔輸送第二反應(yīng)氣體，以生長(zhǎng)所述第i個(gè)復(fù)合層中的GaN子層，所述第二反應(yīng)氣體包括氨氣和三乙基鎵，所述第一反應(yīng)氣體中的氨氣流量為所述第二反應(yīng)氣體中的氨氣流量的2％～30％。

可選地，所述電子阻擋層的厚度為20nm～60nm，3≤i。