[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: 201910012911.9
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109786522B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 從穎;姚振;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;H01L33/32;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低溫GaN層、高溫GaN層、N型摻雜GaN層、多量子阱層、電子阻擋層、以及P型摻雜GaN層，所述多量子阱層包括若干層疊的阱壘層，所述阱壘層包括層疊的InGaN阱層和復合壘層，所述復合壘層包括超晶格子層，所述超晶格子層為AlInN子層和GaN子層周期性交替生長的超晶格結構，所述電子阻擋層為AlGaN電子阻擋層。

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(LightEmitting Diode，發光二極管)，也稱GaN基LED芯片，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低溫GaN層、N型GaN層、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)層、電子阻擋層、和P型摻雜GaN層。當有電流注入GaN基LED時，N型GaN層等N型區的電子和P型摻雜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InGaN量子阱層和GaN量子壘層交替生長的周期性結構，電子阻擋層的材質一般是采用AlGaN。

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：雖然AlGaN電子阻擋層可以阻擋大部分電子的泄露，但是由于電子的數量和移動速度較快，仍會有較多的電子從MQW層溢出到P型摻雜GaN層，這增強了droop效應(發光效率衰減效應)，最終影響LED芯片的內量子效率。

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，能夠降低電子溢流，改善droop效應。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低溫GaN層、高溫GaN層、N型摻雜GaN層、多量子阱層、電子阻擋層、以及P型摻雜GaN層，所述多量子阱層包括若干層疊的阱壘層，所述阱壘層包括層疊的InGaN阱層和復合壘層，所述復合壘層包括超晶格子層，所述超晶格子層為AlInN子層和GaN子層周期性交替生長的超晶格結構，所述電子阻擋層為AlGaN電子阻擋層。

示例性地，所述復合壘層還包括與所述超晶格子層層疊的AlGaInN子層，同一復合壘層中，所述AlGaInN子層比所述超晶格子層更加靠近所述N型摻雜GaN層。

示例性地，所述復合壘層還包括InGaN子層，所述復合壘層中的AlGaInN子層位于同一所述復合壘層中的超晶格子層與InGaN子層之間，同一復合壘層中，所述InGaN子層比所述超晶格子層更加靠近所述N型摻雜GaN層。

示例性地，所述超晶格子層中的Al組分含量為所述電子阻擋層中的Al組分含量的1/20～1/5，所述超晶格子層中的Al組分含量與所述AlGaInN子層中的Al組分含量相同。

示例性地，所述InGaN子層中的In組分含量為InGaN阱層中的In組分含量的1/10～1/5。

示例性地，所述InGaN阱層的厚度為2.5～20nm，所述超晶格子層的厚度為4～6nm，所述AlGaInN子層的厚度為4～6nm，所述InGaN子層的厚度為所述InGaN阱層的厚度的1/5～1/2。

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；