[發明專利]發光二極管外延片及其制造方法

有效

• 申請號: 201910117966.6
• 申請日: 2019-02-15
• 公開（公告）號: CN109950372B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 洪威威;王倩;周飚;胡加輝
• 申請（專利權）人: 華燦光電（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00;B82Y40/00
• 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

本發明公開了一種發光二極管外延片及其制造方法，屬于半導體技術領域。發光二極管外延片的多量子阱層包括交替生長的多個量子阱層和多個量子壘層，每個量子阱層均包括依次層疊的第一子層、第二子層和第三子層，第一子層、第二子層和第三子層均為In_xGa_1?xN層，0＜x＜1，第一子層和第三子層中的In組分是第二子層中的In組分的25％～35％。每個量子阱層的與量子壘層接觸的部分In組分較低，可以減弱量子阱層與量子壘層界面處由于晶格失配產生的極化效應，提高電子和空穴的輻射復合率，從而提高LED的發光效率。每個量子阱層的中部的In組分含量較高，可以進一步提高LED的發光集中度。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種發光二極管外延片及其制造方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種能發光的半導體電子元件。作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，正在被迅速廣泛地得到應用，如交通信號燈、汽車內外燈、城市景觀照明、手機背光源等。

現有的LED外延片包括襯底、以及依次層疊在襯底上的緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、P型層和P型接觸層。其中多量子阱層包括交替生長的多個InGaN量子阱層和多個GaN量子壘層，各個量子阱層的生長條件相同，各個量子壘層的生長條件相同。

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量子阱層與GaN量子壘層之間由于晶格不匹配存在極化效應，極化效應會在量子阱層中產生極化電場，導致量子阱層的能帶發生傾斜，使得電子和空穴空間分離，減少了電子波函數和空穴波函數的重疊，降低了電子和空穴的輻射復合效率，大大降低了LED的發光效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種發光二極管外延片及其制造方法，可以提高電子和空穴的輻射復合效率，從而提高LED的發光效率。所述技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、P型層和P型接觸層，所述多量子阱層包括交替生長的多個量子阱層和多個量子壘層，

每個所述量子阱層均包括依次層疊的第一子層、第二子層和第三子層，所述第一子層、所述第二子層和所述第三子層均為In_xGa_1-xN層，0＜x＜1，所述第一子層和所述第三子層中的In組分是所述第二子層中的In組分的25％～35％。

進一步地，所述第一子層和所述第三子層的厚度相等，所述第二子層的厚度大于所述第一子層的厚度。

進一步地，所述第一子層、所述第二子層和所述第三子層的厚度比為1：3：1或者1：4：1或者1：5：1或者1：6：1。

另一方面，本發明提供了一種發光二極管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上依次生長低溫緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、P型層和P型接觸層；

其中，所述多量子阱層包括交替生長的多個量子阱層和多個量子壘層，每個所述量子阱層均包括依次層疊的第一子層、第二子層和第三子層，所述第一子層、所述第二子層和所述第三子層均為In_xGa_1-xN層，0＜x＜1，所述第一子層和所述第三子層中的In組分是所述第二子層中的In組分的25％～35％。

進一步地，所述第一子層和所述第三子層的厚度相等，所述第二子層的厚度大于所述第一子層的厚度。