[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体光电领域。在未掺杂GaN层上设置包括N个周期的BN/B_xGa_1‑xN超晶格结构的应力释放层，BN/B_xGa_1‑xN超晶格结构会在外延层中积累拉应力，其拉应力可与未掺杂GaN中的部分压应力相互抵消，进而减小由未掺杂GaN中的压应力带来的线缺陷与压电极化。外延片中线缺陷的减少能够提高外延片的质量，并且其减少也能大大降低多量子阱有源区非辐射复合中心的形成，进而提升发光效率。而压电极化的减小也会减小由压电极化与外延片中自发极化带来的量子阱斯塔克限制效应，从而提高发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

外延片是制作发光二极管的基础结构，外延片的结构包括衬底及在衬底上生长出的外延层。其中，外延层的结构主要包括：依次生长在衬底上的AlN缓冲层、未掺杂的GaN层、N型GaN层、多量子阱有源层及P型GaN层。

未掺杂的GaN层的设置能够减小N型GaN层与衬底之间存在的晶格失配，以提高未掺杂的GaN层之后生长的外延层的生长质量。但在未掺杂的GaN层的生长过程中，未掺杂的GaN层中会不断积累压应力，压应力会在未掺杂的GaN层中形成线缺陷并带来压电极化，进而降低外延片的整体质量，影响由该外延片制作得到的发光二极管的发光效率。

发明内容

为提高外延片的质量并提高发光二极管的发光效率，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述外延片包括衬底及依次层叠设置在所述衬底上的AlN缓冲层、未掺杂GaN层、应力释放层、N型GaN层、多量子阱有源层及P型GaN层，其中，应力释放层包括N个周期的BN/B_xGa_1-xN超晶格结构，0.01<x<0.05，N为大于2的整数。

可选地，所述应力释放层的厚度小于所述N型GaN层的厚度。

可选地，所述应力释放层的厚度为1～2μm。

可选地，在所述BN/B_xGa_1-xN超晶格结构中，BN子层的厚度为5～10nm，B_xGa_1-xN子层的厚度为10～20nm。

可选地，所述应力释放层包括30～40个周期的BN/B_xGa_1-xN超晶格结构。

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上生长AlN缓冲层；

在所述AlN缓冲层上生长未掺杂GaN层；

在所述未掺杂GaN层上生长应力释放层，其中，所述应力释放层包括N个周期的BN/B_xGa_1-xN超晶格结构，0.01<x<0.05，N为大于2的整数；

在所述应力释放层上生长N型GaN层；

在所述N型GaN层上生长多量子阱有源层；

在所述多量子阱有源层上生长P型GaN层。

可选地，所述应力释放层的生长温度为1100～1150℃。

可选地，所述应力释放层的生长温度大于所述N型GaN层的生长温度。

可选地，所述制备方法还包括：