[发明专利]一种发光二极管的外延片及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种发光二极管的外延片及制 备方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)具有体积小、寿命长、功耗低等 优点，目前被广泛应用于汽车信号灯、交通信号灯、显示屏以及照明设备。

现有的LED主要包括衬底以及依次层叠在衬底上的N型层、有源层、电子 阻挡层和P型层。在AlGaInP基LED的外延片中，电子阻挡层为AlInP层。

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：

由于AlInP材料的禁带宽度与有源层的禁带宽度相差比较小，因此，电子阻 挡层对电子的阻挡能力比较弱，电子很容易穿过电子阻挡层而进入到P型层中， 从而使得电子在P型层中与空穴复合，降低了电子与空穴在有源层中复合的比 例，导致发光效率降低。同时由于P型层与有源层之间只设置有电子阻挡层，P 型层中的Mg容易扩散至有源层中，因此会进一步导致发光效率的降低。

发明内容

为了解决现有的AlGaInP基LED发光效率低的问题，本发明实施例提供了 一种发光二极管的外延片及制备方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括 衬底以及依次层叠在所述衬底上的N型层、有源层、第一电子阻挡层、第二电 子阻挡层和P型层，所述第一电子阻挡层为Al_xGa_(1-x)InP层，所述第二电子阻 挡层为Al_yIn_(1-y)P层，所述第一电子阻挡层中的Al的组分从靠近所述有源层一 侧向远离所述有源层一侧逐渐增加，其中，0＜x≤1，0＜y≤1。

优选地，0.65≤x≤1。

进一步地，0.6≤y≤0.7。

可选地，所述第一电子阻挡层的厚度为50～100nm。

可选地，所述第二电子阻挡层的厚度为10～20nm。

另一方面，本发明实施例还提供了一种外延片的制备方法，所述制备方法 包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次外延生长N型层、有源层、第一电子阻挡层、第二电子 阻挡层和P型层，所述第一电子阻挡层为Al_xGa_(1-x)InP层，所述第二电子阻挡 层为Al_yIn_(1-y)P层，所述第一电子阻挡层中的Al的组分从靠近所述有源层一侧 向远离所述有源层一侧逐渐增加，其中，0＜x≤1，0＜y≤1。

优选地，所述第一电子阻挡层的生长速度为0.45～0.55nm/s。

进一步地，所述第二电子阻挡层的生长速度为0.45～0.55nm/s。

可选地，所述第一电子阻挡层的生长温度为670～685℃。

可选地，所述第二电子阻挡层的生长温度为670～685℃。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在外延片中设置第 一电子阻挡层和第二电子阻挡层，由于第一电子阻挡层中的Al的组分从靠近有 源层一侧向远离有源层一侧逐渐增加，因此第一电子阻挡层的禁带宽度逐渐提 高，使得第一电子阻挡层的禁带宽度与有源层的禁带宽度之间的差值增大，从 而可以增强对电子的限制作用，同时由于第一电子阻挡层中的Al组分逐渐增大， 因此第一电子阻挡层中的应力也逐渐变大，可以避免应力骤变导致的外延片破 裂甚至无法生长的情况。第二电子阻挡层也可以对电子进行阻挡，减少电子进 入到P型层中的数量，从而提高了发光效率。同时第一电子阻挡层和第二电子 阻挡层设置在有源层和P型层之间，可以减缓Mg向有源层中的扩散，同时第 一电子阻挡层中的Al组分逐渐增大，使得第一电子阻挡层的折射率逐渐降低， 从而形成光波导，有利于光线沿着第一电子阻挡层向P型层一侧传播，减少反 射回发光层一侧的光，从而提高出光率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种发光二极管的外延片的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种外延片的有源层的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种发光二极管的外延片的能带结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种发光二极管的外延片的制备方法流程图；