[发明专利]GaN基发光二极管外延片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片及其制造方法，属于发光二极管领域。所述GaN基发光二极管外延片包括：衬底，依次覆盖在所述衬底上的缓冲层、三维成长层、u‑GaN层、n型层、n型电流扩展层、应力释放层、多量子阱层和p型层，所述n型电流扩展层包括覆盖在所述n型层上的第一子层以及覆盖在所述第一子层上的第二子层，所述第一子层为AlGaN层，所述第二子层为不掺Si的GaN层和掺Si的GaN层形成的超晶格结构，所述第一子层的生长温度高于所述n型层以及所述第二子层的生长温度，所述第二子层的生长压力高于所述第一子层的生长压力。该GaN基发光二极管外延片能够改善缺陷，提高了外延片的光电性能。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，特别涉及一种GaN基发光二极管外延片及其制造方法。

背景技术

作为人们一直以来关注的热点，GaN材料在发光二极管(英文：Light EmittingDiode，简称：LED)器件上应用十分普遍，用GaN研制的发光二极管颜色纯正，亮度高，能耗低，广泛应用于照明、医疗、显示、信号、玩具等众多领域。

然而随着LED应用范围的不断扩大，人们对新一代的LED的要求也更高，为了满足广大客户的需求，需要LED具有较高的光效和较强的抗静电能力。通常，抗静电能力越强的LED在使用的过程中就会表现出越好的电学稳定性，光效越高的LED在使用的过程中就会表现出越好的光学性能，因此抗静电能力和光效的提高对于改善LED的光电性能具有重大意义。

传统的GaN基LED普遍采用在n型层后面直接生长与其同温同压的AlGaN或Al_xGaN/Al_yGaN(x≠y)层作为电流扩展层，这样的结构在一定程度上可以增加电流的扩展，但是同时会导致后面直接生长的InGaN应力释放层生长窗口很窄，且容易引入新的缺陷，其效果有限，不利于外延工艺的控制。

发明内容

为了解决现有电流扩展层会导致后面直接生长的InGaN应力释放层生长窗口很窄，且容易引入新的缺陷，其效果有限的问题，本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片，所述GaN基发光二极管外延片包括：衬底，依次覆盖在所述衬底上的缓冲层、三维成长层、u-GaN层、n型层、n型电流扩展层、应力释放层、多量子阱层和p型层，所述n型电流扩展层包括覆盖在所述n型层上的第一子层以及覆盖在所述第一子层上的第二子层，所述第一子层为AlGaN层，所述第二子层为不掺Si的GaN层和掺Si的GaN层形成的超晶格结构，所述第一子层的生长温度高于所述n型层以及所述第二子层的生长温度，所述第二子层的生长压力高于所述第一子层的生长压力。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述第一子层的生长温度比所述n型层的生长温度高15℃～40℃。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二子层的生长温度小于或等于所述n型层的生长温度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一子层中的Al的含量沿着所述GaN基发光二极管外延片的生长方向先减小后增加，且所述第一子层中的Al总量不超过10²¹cm^-3。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一子层的厚度为50nm～130nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二子层的厚度为所述第一子层的厚度3～4倍。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二子层中超晶格的对数为3～12。

第二方面，本发明实施例还提供了一种GaN基发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；