[发明专利]具有高发光效率量子垒的外延片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管(英文LightEmittingDiode，简称LED)领域，特别涉及一种具有高发光效率量子垒的外延片及其制备方法。

背景技术

LED因高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。GaN基LED作为LED中最重要的一类，在众多领域都有着广泛的应用。现有的GaN基LED的外延片主要包括衬底、缓冲层、N型GaN层、多量子阱有源层、P型GaN载流子层等。

GaN基LED在工作过程中，N型GaN层中产生的电子和P型GaN载流子层中产生的空穴，在电场的作用下向多量子阱有源层迁移，并在多量子阱有源层中发生辐射复合，进而发光。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

随着GaN基LED工作电流的增加，电流密度随之增大，在这种大电流密度场景下，注入多量子阱有源层中的电子也随之增多，导致部分电子未能与空穴在多量子阱有源层中复合而迁移至P型GaN载流子层中，致使电子溢漏的程度增加，使得大电流密度情况下LED芯片的发光效率下降。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种具有高发光效率量子垒的外延片及其制备方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种具有高发光效率量子垒的外延片制备方法，所述方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长u型GaN层和N型GaN层；

在所述N型GaN层上生长多量子阱有源层，所述多量子阱有源层包括交替生长的多个InGaN阱层和多个GaN垒层，所述多个GaN垒层中的最靠近所述N型GaN层的至少一个所述GaN垒层为P型GaN垒；

在所述多量子阱有源层上生长P型GaN载流子层。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述在所述N型GaN层上生长多量子阱有源层，包括：

采用下述方式分别生长每个P型GaN垒：

当所述P型GaN垒生长一半厚度时，停止通入TEGa源，同时通入流量为10-200sccm的CP₂Mg源5sec-2min；停止通入CP₂Mg源，开始通入TEGa源，生长另一半厚度的所述P型GaN垒。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述在所述N型GaN层上生长多量子阱有源层，包括：

采用下述方式分别生长每个P型GaN垒：

当所述P型GaN垒生长三分之一厚度时，停止通入TEGa源，同时通入流量为10-200sccm的CP₂Mg源5sec-2min；停止通入CP₂Mg源，开始通入TEGa源，生长三分之一厚度的所述P型GaN垒，停止通入TEGa源，同时通入流量为10-200sccm的CP₂Mg源5sec-2min；停止通入CP₂Mg源，开始通入TEGa源，生长三分之一厚度的所述P型GaN垒。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层和GaN垒层的层数均为6，所述P型GaN垒的数量为1-3。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层的厚度为2.8～3.8nm，所述GaN垒层的厚度为6～20nm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管外延片，所述外延片包括：衬底，以及依次覆盖在所述衬底上的u型GaN层、N型GaN层、多量子阱有源层和P型GaN载流子层，所述多量子阱有源层包括交替生长的多个InGaN阱层和多个GaN垒层；

所述多个GaN垒层中的最靠近所述N型GaN层的至少一个所述GaN垒层为P型GaN垒。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述InGaN阱层和GaN垒层的层数均为6，所述P型GaN垒的数量为1-3。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述P型GaN垒为间歇式Mg掺杂的GaN垒。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层的厚度为2.8～3.8nm，所述GaN垒层的厚度为6～20nm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：