[發明專利]發光二極管外延片及其生長方法

在審

• 申請號: 201910085715.4
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109873057A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 姚振;從穎;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: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/06
• 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

1.一種發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括襯底、緩沖層、N型半導體層、有源層和P型半導體層，所述緩沖層、所述N型半導體層、所述有源層和所述P型半導體層依次層疊在所述襯底上；其特征在于，所述有源層包括依次層疊的第一疊層結構、第二疊層結構、第三疊層結構和第四疊層結構，所述第一疊層結構、所述第二疊層結構、所述第三疊層結構和所述第四疊層結構均包括至少一個量子阱和至少一個量子壘，所述量子阱和所述量子壘交替層疊設置；所述第一疊層結構的量子壘包括依次層疊的第一子層、第二子層和第三子層，所述第二疊層結構的量子壘包括依次層疊的第四子層和第五子層，所述第一子層的材料、所述第三子層的材料、所述第四子層的材料、所述第四疊層結構的量子壘的材料均采用不摻雜的氮化鎵，所述第二子層的材料、所述第五子層的材料、所述第三疊層結構的量子壘的材料均采用摻雜硅的氮化鎵；所述第一疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度大于所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度，所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度大于所述第三疊層結構的量子壘中硅的摻雜濃度；所述第一子層的厚度、所述第二子層的厚度、所述第三子層的厚度、所述第四子層的厚度、所述第五子層的厚度、所述第三疊層結構的量子壘的厚度、所述第四疊層結構的量子壘的厚度相等。

2.根據權利要求1所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第一疊層結構的量子壘的數量大于所述第二疊層結構的量子壘的數量，所述第二疊層結構的量子壘的數量大于所述第三疊層結構的量子壘的數量，所述第三疊層結構的量子壘的數量大于所述第四疊層結構的量子壘的數量。

3.根據權利要求2所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第一疊層結構的量子壘的數量與所述第二疊層結構的量子壘的數量之差、所述第二疊層結構的量子壘的數量與所述第三疊層結構的量子壘的數量之差、所述第三疊層結構的量子壘的數量與所述第四疊層結構的量子壘的數量之差相等。

4.根據權利要求3所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第三疊層結構的量子壘的數量與所述第四疊層結構的量子壘的數量之差為1個～2個。

5.根據權利要求4所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第四疊層結構的量子壘的數量為1個～2個。

6.根據權利要求1～4任一項所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第一疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度與所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度之比、所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度與所述第三疊層結構的量子壘中硅的摻雜濃度之比相等。

7.根據權利要求6所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第一疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度為所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度的1.5倍～3倍，所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度為所述第三疊層結構的量子壘中硅的摻雜濃度的1.5倍～3倍。

8.根據權利要求7所述的發光二極管外延片，其特征在于，所述第三疊層結構的量子壘中硅的摻雜濃度為1*10¹⁷/cm³～5*10¹⁷/cm³。

9.一種發光二極管外延片的生長方法，其特征在于，所述生長方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上依次生長緩沖層、N型半導體層、有源層和P型半導體層；

其中，所述有源層包括依次層疊的第一疊層結構、第二疊層結構、第三疊層結構和第四疊層結構，所述第一疊層結構、所述第二疊層結構、所述第三疊層結構和所述第四疊層結構均包括至少一個量子阱和至少一個量子壘，所述量子阱和所述量子壘交替層疊設置；所述第一疊層結構的量子壘包括依次層疊的第一子層、第二子層和第三子層，所述第二疊層結構的量子壘包括依次層疊的第四子層和第五子層，所述第一子層的材料、所述第三子層的材料、所述第四子層的材料、所述第四疊層結構的量子壘的材料均采用不摻雜的氮化鎵，所述第二子層的材料、所述第五子層的材料、所述第三疊層結構的量子壘的材料均采用摻雜硅的氮化鎵；所述第一疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度大于所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度，所述第二疊層結構的量子壘中硅的平均摻雜濃度大于所述第三疊層結構的量子壘中硅的摻雜濃度；所述第一子層的厚度、所述第二子層的厚度、所述第三子層的厚度、所述第四子層的厚度、所述第五子層的厚度、所述第三疊層結構的量子壘的厚度、所述第四疊層結構的量子壘的厚度相等。