[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片的制备方法

说明书

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，属于发光二极管技术领域。方法：将衬底放置到生长反应室；顺次在衬底上生长低温GaN缓冲层、GaN成核层、n型GaN层和发光层；生成脉冲信号，并在第一脉冲周期的高电平，输入Ga源至生长反应室；在第二脉冲周期的高电平，输入Al源至生长反应室；在第三脉冲周期的高电平，输入In源至生长反应室；在第一脉冲周期的低电平、第二脉冲周期的低电平、以及第三脉冲周期的低电平，分别输入NH₃至生长反应室；脉冲信号的第一个脉冲周期为第一、第二或第三脉冲周期，紧邻第一脉冲周期之后的脉冲周期是第二脉冲周期，紧邻第二脉冲周期之后的脉冲周期是第三脉冲周期，紧邻第三脉冲周期之后的脉冲周期是第一脉冲周期。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，特别涉及一种GaN基发光二极管外延片的制备方法。

背景技术

GaN(氮化镓)是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，具有优异的高热导率、耐高温、耐酸碱、高硬度等特型，被广泛应用于制作蓝、绿、以及紫外发光二极管。GaN基发光二极管通常包括外延片和设于外延片上的电极。

现有的一种GaN基发光二极管的外延片，其包括衬底、以及依次生长在衬底上的成核层、N型层、多量子阱层、EBL(Electron Blocking Layer，电子阻挡层)和P型层。其中，EBL为AlInGaN层，其通过抑制电子溢流出多量子阱层，提高载流子的注入效率。EBL的生长方法为，同时向生长反应室通入Al源(TMAl)、In源(TMIn)、Ga源(TEGa)以及N源(NH₃)，在多量子阱层的表面生成AlInGaN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：

TMAl、TMIn、TEGa与NH₃同时输入时，TMAl与NH₃、TMIn与NH₃、以及TEGa与NH₃会发生预反应，即TMAl与NH₃、TMIn与NH₃、以及TEGa与NH₃碰撞时，在气相中形成少量纳米尺寸的粒子，粒子落到反应表面成为有害的成核中心，导致表面晶体质量较差，晶格失配和极化效应增强，降低了EBL中Al和In组分的掺杂效率，进而导致EBL有效势垒高度降低，电子溢流的可能性增加，从而降低了发光二极管的发光效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，能够提高发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

本发明提供了一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，所述方法包括：

将衬底放置到生长反应室；

顺次在所述衬底上生长低温GaN缓冲层、GaN成核层、n型GaN层和发光层；

生成脉冲信号，并在第一脉冲周期的高电平，输入Ga源至所述生长反应室；在第二脉冲周期的高电平，输入Al源至所述生长反应室；在第三脉冲周期的高电平，输入In源至所述生长反应室；在所述第一脉冲周期的低电平、所述第二脉冲周期的低电平、以及所述第三脉冲周期的低电平，分别输入NH₃至所述生长反应室，以在所述发光层上形成AlInGaN电子阻挡层；所述脉冲信号的第一个脉冲周期为所述第一脉冲周期、所述第二脉冲周期或者所述第三脉冲周期，紧邻所述第一脉冲周期之后的脉冲周期是所述第二脉冲周期，紧邻所述第二脉冲周期之后的脉冲周期是所述第三脉冲周期，紧邻所述第三脉冲周期之后的脉冲周期是所述第一脉冲周期。

可选地，各个所述脉冲周期为2～80秒，所述脉冲周期的数量为50～200。

可选地，所述AlInGaN电子阻挡层的厚度为70～140nm。