[发明专利]LED外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种LED外延片及其制备方法，该LED外延片包括从下至上依序设置的衬底、低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层、N型GaN层、多周期量子阱层、P型AlGaN层和P型GaN层。多周期量子阱层包括6～14个周期的In_xGa_1‑xN层/GaN层，在任一周期内，GaN层设置于In_xGa_1‑xN层上，In_xGa_1‑xN层的下方设有InN薄层，InN薄层的厚度为0.2～1nm，x为0.20～0.22。InN薄层可使得In原子在到达In_xGa_1‑xN层之前就达到动态饱和平衡，减少了In_xGa_1‑xN层中In的偏析现象，从而降低量子斯塔克效应导致的电子和空穴波函数的分离程度，以提高LED的内量子效率。

技术领域

本发明涉及LED领域，特别地，涉及一种LED外延片。此外，本发明还涉及上述LED外延片的制备方法。

背景技术

LED市场上现在要求LED芯片驱动电压低，特别是大电流下驱动电压越小越好、光效越高越好；LED市场价值的体现为(光效)/单价，光效越好，价格越高，所以LED高光效一直是LED厂家和院校LED研究所所追求的目标。

LED的光效很大程度和发光层材料特性相关，所以制作优良的发光层成为提高LED光效的关键。现有的LED外延片的量子阱包括多个周期的势阱InGaN和势磊GaN，InGaN容易出现In的偏析现象。

发明内容

本发明提供了一种LED外延片及其制备方法，以解决现有的LED外延片容易出现In的偏析现象的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种LED外延片，包括从下至上依序设置的衬底、低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层、N型GaN层、多周期量子阱层、P型AlGaN层和P型GaN层。

多周期量子阱层包括6～14个周期的In_xGa_1-xN层/GaN层，在任一周期内，从下至上依次设有InN薄层、In_xGa_1-xN层和GaN层，InN薄层的厚度为0.2～1nm，x为0.20～0.22。

进一步地，In_xGa_1-xN层的厚度为2.5-3nm，GaN的厚度为11-12nm，InN薄层的厚度为0.5nm。

进一步地，低温缓冲GaN层的厚度为20-30nm。

不掺杂GaN层的厚度为3-4um。

N型GaN层的厚度为3-4μm，Si掺杂浓度为5E+18～2E+19。

P型AlGaN层的厚度为20-100nm，Al掺杂浓度为1E+20-2E+20，Mg掺杂浓度为8E+18-1E+19。

P型GaN层的厚度为20～100nm，Mg掺杂浓度5E+18-1E+19。

本发明另一方面提供了一种上述LED外延片的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上依次生长低温缓冲GaN层、不掺杂GaN层和N型GaN层。

在不掺杂GaN层上设置多周期量子阱层，在任一周期中，在镀In_xGa_1-xN层和GaN层之前，在镀膜时间为10～60秒、铟源流量为200～1500sccm、温度为700～750℃、压力为100～800mbar的条件下镀InN薄层。

依次镀P型AlGaN层和P型GaN层。