[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，属于发光二极管制造领域。通过将有源层中的垒层设置为包括依次层叠的In_xGa_1‑xN子垒层、Al_aIn_yN子垒层、Al_bGa_1‑b‑zIn_zN子垒层、Al_cGa_1‑cN子垒层、Al_bGa_1‑b‑zIn_zN子垒层、Al_aIn_yN子垒层、In_xGa_1‑xN子垒层，这种对称生长的垒层结构，在与阱层交替生长时，可减小外延层中整体积累的应力，同时也能够减小其在自身生长过程中引入的应力，进而减小外延层中由应力引起的压电极化现象，同时，垒层中分别设置在Al_cGa_1‑cN子垒层两侧的In_xGa_1‑xN子垒层可减小垒层整体与InGaN阱层之间的晶格失配，进一步减小有源层中的压电极化现象，进而减少有源层中的能带弯曲情况，增大电子和空穴波函数空间重叠，进而增大电子与空穴的有效辐射复合率，提高发光二极管的发光效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管制造领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管，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。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、低温GaN缓冲层、未掺杂的GaN层、N型GaN层、有源层、电子阻挡层及P型GaN层。

但在一般结构中，由于外延层在生长过程中会积累较多的应力，应力的积累在外延层中造成压电极化，由应力积累带来的压电极化与外延层内部原本存在的自发极化现象会导致有源层中出现能带弯曲的现象，电子和空穴波函数空间分离，进而大幅降低电子与空穴的有效辐射复合率，使得发光二极管的发光效率较低。

发明内容

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，能够提高发光二极管的发光效率。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、低温GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、有源层及P型GaN层，

所述有源层包括交替层叠的垒层与阱层，所述阱层包括InGaN阱层，所述垒层包括依次层叠的In_xGa_1-xN子垒层、Al_aIn_yN子垒层、Al_bGa_1-b-zIn_zN子垒层、Al_cGa_1-cN子垒层、Al_bGa_1-b-zIn_zN子垒层、Al_aIn_yN子垒层、In_xGa_1-xN子垒层，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.5，0＜z＜0.5，0.5＜a＜1，0.5＜b＜1，0＜c＜1，a与y的关系满足公式：a+y＝1。

可选地，0＜x＜1，0＜y＜0.3，0＜z＜0.3，0.7＜a＜1，0.7＜b＜1，0＜c＜1。

可选地，x＞y＞z，a＜b＜c。

可选地，a、b、c之间的关系满足公式：b-a＝c-b。

可选地，(b-a)/a＝d，其中，1.2≤d≤1.5。

可选地，x、y、z之间的关系满足公式：x-y＝y-z。