[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，属于半导体技术领域。所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；所述有源层包括依次层叠的多个复合结构，每个所述复合结构包括依次层叠的阱层和垒层；所述阱层的材料采用未掺杂的氮化铟镓，所述垒层的材料采用未掺杂的氮化镓；所述复合结构还包括过渡层，所述过渡层设置在所述阱层和垒层之间；所述过渡层包括依次层叠的第一子层和第二子层，所述第一子层的材料采用未掺杂的氮化铝铟，所述第二子层的材料采用未掺杂的氮化铝。本发明可提升LED的光电性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，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(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件。在发光二极管产业的发展中，宽带隙(Eg＞2.3eV)半导体材料氮化镓(GaN)发展迅速，被广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底、N型半导体层、有源层和P型半导体层，N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。有源层包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置。量子垒用于将电子和空穴限制在量子阱内，量子阱用于进行电子和空穴的复合发光，P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴，N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，衬底用于为外延材料提供生长表面。

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：

量子阱的材料通常选择氮化铟镓，量子垒的材料通常选择氮化镓。量子垒与量子阱为异质材料，量子阱和量子垒之间存在较大的晶格失配和热失配，量子阱和量子垒的异质界面会产生较大的应力，此应力在异质界面处产生较大的压电电场，引起量子限制斯塔克效应，大大降低量子阱中电子和空穴的复合发光效率。同时量子阱和量子垒的异质界面晶体质量较差，也会进一步降低量子阱中电子和空穴的复合发光效率，影响到LED器件的光电性能。

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，能够解决现有技术量子阱和量子垒晶格失配降低量子阱中电子和空穴的复合发光效率的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；所述有源层包括依次层叠的多个复合结构，每个所述复合结构包括依次层叠的阱层和垒层；所述阱层的材料采用未掺杂的氮化铟镓，所述垒层的材料采用未掺杂的氮化镓；所述复合结构还包括过渡层，所述过渡层设置在所述阱层和垒层之间；所述过渡层包括依次层叠的第一子层和第二子层，所述第一子层的材料采用未掺杂的氮化铝铟，所述第二子层的材料采用未掺杂的氮化铝。

可选地，所述过渡层的厚度小于所述阱层的厚度。

可选地，所述过渡层的厚度为所述阱层的厚度为1/4～1/2。

可选地，所述过渡层的厚度为5埃～15埃。

可选地，所述第一子层中铟组分的含量小于所述阱层中铟组分的含量。

可选地，所述过渡层还包括第三子层，所述第三子层设置在所述阱层和所述第一子层之间；所述第三子层的材料采用未掺杂的氮化铟。

另一方面，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；

在所述衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层；