[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法在审
申请号: | 201811098549.3 | 申请日: | 2018-09-20 |
公开(公告)号: | CN109360873A | 公开(公告)日: | 2019-02-19 |
发明(设计)人: | 曹阳;郭炳磊;王群;乔楠;张武斌;吕蒙普;胡加辉 | 申请(专利权)人: | 华灿光电(苏州)有限公司 |
主分类号: | H01L33/00 | 分类号: | H01L33/00;H01L33/14;H01L33/32 |
代理公司: | 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 | 代理人: | 徐立 |
地址: | 215600 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 多量子阱层 沉积 外延片 衬底 制备 发光二极管技术 空穴 阻挡 未掺杂GaN层 电子空穴 复合发光 量子阱 | ||
本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法,属于发光二极管技术领域。所述方法包括:提供衬底;顺次在所述衬底上沉积GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、N型AlGaN层和多量子阱层;在所述多量子阱层上沉积P型电子阻挡层,所述P型电子阻挡层包括顺次层叠在所述多量子阱层上的AlN层和InN层;在所述P型电子阻挡层上沉积P型GaN层。本发明能够在对电子阻挡作用较强时减弱对空穴的阻挡作用,进而提高电子空穴在量子阱中的复合发光效率。
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及其制备方法。
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缓冲层、N型层、多量子阱层(又称有源层)、EBL(Electron Blocking Layer,电子阻挡层)和P型层。当有电流通过时,N型层的电子和P型层的空穴进入多量子阱层阱区并且复合,发出可见光。其中,EBL为P型AlGaN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。
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:
一方面,现有的EBL中Al组分含量不高,而对电子的阻挡作用主要由Al原子提供,对抑制电子溢流效果不佳;另一方面,P型层中空穴经过现有的EBL注入多量子阱层时,不同时间注入的空穴数量不均匀,影响了空穴与电子的复合发光效率。
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及其制备方法,能够改善抑制电子溢流的效果,并提高电子空穴在量子阱中的复合发光效率。所述技术方案如下:
一方面,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:
提供衬底;
顺次在所述衬底上沉积GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、N型AlGaN层和多量子阱层;
在所述多量子阱层上沉积P型电子阻挡层,所述P型电子阻挡层包括顺次层叠在所述多量子阱层上的AlN层和InN层;
在所述P型电子阻挡层上沉积P型GaN层。
可选地,所述在所述多量子阱层上沉积P型电子阻挡层,包括:
在所述多量子阱层上沉积所述AlN层,所述AlN层的生长压力为50~100Torr;
在所述AlN层上沉积所述InN层,所述InN层的生长压力为200~400Torr。
可选地,所述AlN层的生长温度为850~1080℃,所述InN层的生长温度为750~900℃。
可选地,所述AlN层的厚度为1~10nm,所述InN层的厚度为2~50nm。
可选地,所述P型电子阻挡层的厚度为10~60nm。
可选地,所述AlN层和所述InN层中均掺杂Mg,Mg掺杂浓度为2×1017~2×1018cm-3。
可选地,所述多量子阱层包括若干层叠的量子阱垒层和第一InGaN层,所述量子阱垒层包括第二InGaN层和GaN层,所述第一InGaN层与所述AlN层接触。
另一方面,提供了一种GaN基发光二极管外延片,所述外延片包括:衬底、顺次在所述衬底上沉积GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、P型电子阻挡层和P型GaN层,所述P型电子阻挡层包括顺次层叠在所述多量子阱层上的AlN层和InN层。
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