[发明专利]外延结构、发光二极管和外延结构的制作方法

说明书

本申请涉及到一种外延结构、发光二极管和外延结构的制作方法。外延结构包括外延结构的多量子阱层包括量子阱层和第一量子垒层，第一量子垒层形成在量子阱层的上表面，量子阱层中铟元素的占比第一量子垒层铟元素的占比。采用本外延结构能够降低量子阱层和第一量子垒层之间的晶格失配，从而降低了droop效应，提高了发光二极管的发光率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及了一种外延结构、发光二极管和外延结构的制作方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)作为一种能发光的半导体电子元件，因其体积小、能耗低、寿命长、驱动电压低等优点而倍受欢迎，广泛用于指示灯，显示屏等。

为了提高LED的发光效率，可以在LED上设置LED外延结构，LED的外延结构的多量子阱层是LED的主要发光层，多量子阱层由量子阱层和量子垒层交替生长形成。

但是，由于量子阱层和量子垒层的材料之间存在严重的晶格失配，导致droop效应明显，从而使得发光二极管发光率较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低droop效应，提高发光二极管发光率的外延结构、发光二极管和外延结构的制造方法。

第一方面，一种外延结构，所述的外延结构包括：

所述的外延结构的多量子阱层包括量子阱层和第一量子垒层，所述第一量子垒层形成在所述量子阱层的上表面；

所述第一量子垒层为包括氮化镓铟和氮化镓的超晶格层，所述量子阱层中的铟元素的占比大于所述第一量子垒层中的铟元素的占比。

上述的实施例中，所述的量子阱层为氮化镓铟层，第一量子垒层为氮化镓铟和氮化镓的超晶格层，由于量子阱层和第一个量子垒层的晶格常数相近，降低了量子阱层和第一量子垒层间的晶格失配，从而降低了droop效应，提高了二极管的发光率。

在其中一个实施例中，所述第一量子垒层自下往上包括M层第一超晶格层；每个所述第一超晶格层包括氮化镓铟层和氮化镓层；2≤M≤6。

在其中一个实施例中，还包括：所述氮化镓铟层的厚度为0.15nm～0.25nm，所述氮化镓层的厚度为0.15nm～0.25nm。

在其中一个实施例中，所述多量子阱层还包括第二量子垒层，所述第二量子垒层形成在所述第一量子垒层的上表面；

所述第二量子垒层为包括铝铟氮层和氮化镓层的超晶格层。

上述的实施例中，所述的第二量子垒层为包括铝铟氮和氮化镓的超晶格层，由于所述第二量子垒层加入了铝元素，提高了第二量子垒层的能阶，防止电子溢出，使得电子被束缚在发光区域，从而降低了droop效应，提高了发光二极管的发光率。

在其中一个实施例中，所述第二量子垒层自下往上包括N层第二超晶格层，每个所述第二超晶格层包括铝铟氮层和氮化镓层；5≤N≤15。

在其中一个实施例中，所述铝铟氮层的厚度为0.08nm～0.12nm，所述氮化镓层的厚度为0.08nm～0.12nm。

在其中一个实施例中，所述铝铟氮层中铝元素和铟元素的配比为0.82:0.18。

上述的实施例中，铝铟氮层铝元素和铟元素的配比为0.82:0.18，铝元素和铟元素的配比为0.82:0.18的铝铟氮的晶格常数与氮化镓的晶格常数接近，铝铟氮层和氮化镓层的晶格失配降低；从而降低了droop效应，提高了发光二极管的发光率。

在其中一个实施例中，所述多量子阱层还包括形成在所述第二量子垒层的上表面的第三量子垒层，所述第三量子垒层为包括硅元素的氮化镓层，所述硅元素占比自下往上递增。