[發(fā)明專利]發(fā)光二極管外延片及其制備方法、發(fā)光二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310209954.2
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116093223B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彩霞;印從飛;程金連;劉春楊;胡加輝;金從龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江西兆馳半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片及其制備方法、發(fā)光二極管，涉及半導(dǎo)體光電器件領(lǐng)域。發(fā)光二極管外延片包括襯底和依次設(shè)于襯底上的形核層、本征GaN層、N?GaN層、多量子阱層、電子阻擋層和P?GaN層，多量子阱層為周期性結(jié)構(gòu)，每個周期均包括量子阱層和量子壘層，其周期數(shù)為nsubgt;1/subgt;或nsubgt;2/subgt;，其中，nsubgt;1/subgt;為偶數(shù)，nsubgt;2/subgt;為奇數(shù)；靠近所述N?GaN層的前nsubgt;1/subgt;/2或（nsubgt;2/subgt;+1）/2個周期的多量子阱層中，在量子阱層和量子壘層之間設(shè)有第一插入層；所述第一插入層為周期性結(jié)構(gòu)，每個周期均包括依次層疊的MgInN量子點層和MgGaN層，周期數(shù)≥1。實施本發(fā)明，可提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)光二極管外延片及其制備方法、發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

目前，GaN基發(fā)光二極管已經(jīng)大量應(yīng)用于固態(tài)照明領(lǐng)域以及顯示領(lǐng)域，吸引越來越多的人關(guān)注。在發(fā)光二極管中，N-GaN層提供電子，P-GaN層提供空穴。由于電子遷移率遠(yuǎn)高于空穴，并且P型摻雜激活率低，導(dǎo)致多量子阱層存在電子空穴分布不均勻的現(xiàn)象。并且，在靠近N-GaN層的一部分多量子阱中，空穴濃度遠(yuǎn)低于電子濃度，電子和空穴不平衡，引起二極管發(fā)光效率降低。

此外，靠近P-GaN層的多量子阱中，空穴濃度會高于電子濃度，雖然電子遷移率大于空穴，但是其遷移率過快導(dǎo)致進(jìn)入量子阱層的電子很多并未參與輻射復(fù)合就“逃逸”，實際參與輻射復(fù)合的電子比例很低，這一現(xiàn)象嚴(yán)重影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種發(fā)光二極管外延片及其制備方法，其可提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題在于，提供一種發(fā)光二極管，其發(fā)光效率高。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片，包括襯底和依次設(shè)于所述襯底上的形核層、本征GaN層、N-GaN層、多量子阱層、電子阻擋層和P-GaN層，所述多量子阱層為周期性結(jié)構(gòu)，每個周期均包括量子阱層和量子壘層，其周期數(shù)為n₁或n₂，其中，n₁為偶數(shù)，n₂為奇數(shù)；靠近所述N-GaN層的前n₁/2或（n₂+1）/2個周期的多量子阱層中，所述量子阱層和量子壘層之間設(shè)有第一插入層；

所述第一插入層為周期性結(jié)構(gòu)，每個周期均包括MgInN量子點層和MgGaN層，周期數(shù)≥1。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述MgInN量子點層中Mg的摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁷cm^-3，所述MgGaN層中Mg的摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3-1×10¹⁶cm^-3；

所述MgInN量子點層的厚度為0.1nm-0.5nm，所述MgGaN層的厚度為0.5nm-1nm；

所述第一插入層的周期數(shù)為1-5。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，靠近所述P-GaN層的后n₁/2或（n₂-1）/2個周期的多量子阱層中，所述量子阱層之前還設(shè)有第二插入層；

所述第二插入層為周期性結(jié)構(gòu)，每個周期均包括SiInN量子點層和SiGaN層，周期數(shù)≥1。