[發明專利]發光二極管外延片及其制備方法

在審

• 申請號: 202010742008.0
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111916541A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 胡任浩;丁杰;陸香花;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: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/12;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: 呂耀萍

本公開提供了一種發光二極管外延片及其制備方法，屬于發光二極管技術領域。發光層包括依次層疊在n型GaN層上的第一復合層與第二復合層。第一復合層包括多個交替層疊的第一InGaN阱層和第一GaN壘層，第二復合層包括多個交替層疊的第二InGaN阱層和第二GaN壘層。第二InGaN阱層的厚度小于第一InGaN阱層的厚度，第二GaN壘層的厚度小于第一GaN壘層的厚度。第二復合層起到應力釋放的作用，第一復合層中的應力在第二復合層生長時可以部分轉移至第二復合層中進行釋放，減小發光層整體會積累的應力，減小壓電極化效應與InGaN阱層與GaN壘層的能帶發生傾斜的程度，提高發光二極管的發光效率。

技術領域

本公開涉及到了發光二極管技術領域，特別涉及到一種發光二極管外延片及其制備方法。

背景技術

發光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)是一種可以把電能轉化成光能的半導體二極管。LED具有高效節能、綠色環保的優點，在交通指示、戶外全色顯示等領域有著廣泛的應用。發光二極管外延片則是用于制備發光二極管的基礎結構。發光二極管外延片通常包括襯底及襯底上生長的外延層，外延層至少包括依次層疊在襯底上的緩沖層、n型GaN層、發光層及p型GaN層。發光層通常包括交替層疊的InGaN阱層和GaN壘層，在電流作用下，n型GaN層中的電子與p型GaN層中的空穴均會遷移進入InGaN阱層進行復合發光。

由于InGaN阱層與GaN壘層之間存在較大的晶格失配，InGaN阱層與GaN壘層之間的晶格失配會導致InGaN阱層與GaN壘層之間產生相應的應力，應力導致InGaN阱層的晶胞與GaN壘層的晶胞產生相應的應變，InGaN阱層的晶胞與GaN壘層的晶胞本身不重合的正電中心與負電中心的距離進一步增加，產生壓電極化效應。壓電極化效應造成InGaN阱層與GaN壘層的能帶發生傾斜，電子和空穴的復合的波函數交疊量減少，發光二極管的發光效率下降，發光二極管的發光峰出現較為嚴重的紅移情況。發光二極管在使用時，隨著電流密度的增加，InGaN阱層與GaN壘層的能帶的傾斜程度產生變化，發光二極管的發光峰在發光時則會存在藍移的情況，導致發光二極管在使用時出現顯色不純的問題。

發明內容

本公開實施例提供了一種發光二極管外延片及其制備方法，可以降低InGaN阱層與GaN壘層的能帶傾斜情況，降低發光二極管在使用時發光峰出現藍移的情況。所述技術方案如下：

所述發光二極管外延片包括襯底及層疊在所述襯底上的外延層，所述外延層包括依次層疊在所述襯底上的緩沖層、n型GaN層、發光層及p型GaN層，

所述發光層包括依次層疊在所述n型GaN層上的第一復合層與第二復合層，所述第一復合層包括多個交替層疊的第一InGaN阱層和第一GaN壘層，所述第二復合層包括多個交替層疊的第二InGaN阱層和第二GaN壘層，所述第二InGaN阱層的厚度小于所述第一InGaN阱層的厚度，所述第二GaN壘層的厚度小于所述第一GaN壘層的厚度。

可選地，所述第二InGaN阱層的厚度與所述第一InGaN阱層的厚度的比值為0.1～0.3，所述第二GaN壘層的厚度與所述第一GaN壘層的厚度的比值為0.1～0.3。

可選地，在所述第二復合層的生長方向上，多個所述第二GaN壘層的厚度逐漸減小。

可選地，所述第二InGaN阱層的厚度與所述第二GaN壘層的厚度的比值為0.1～0.3。

可選地，所述第二InGaN阱層的厚度為10～30nm，所述第二GaN壘層的厚度為20～60nm。

本公開實施例提供了一種發光二極管外延片的制備方法，所述發光二極管外延片的制備方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上生長緩沖層，

在所述緩沖層上生長n型GaN層；