[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。所述方法包括：提供衬底；在衬底上顺次沉积缓冲层、未掺杂GaN层和N型掺杂GaN层；在N型掺杂GaN层上沉积多量子阱层，多量子阱层包括若干层叠的量子阱垒层，量子阱垒层包括阱层和层叠在阱层上的垒层，阱层包括第一InGaN层，垒层包括AlInGaN层和层叠在AlInGaN层上的GaN层，量子阱垒层中垒层的AlInGaN层靠近阱层，靠近N型掺杂GaN层的量子阱垒层中的阱层与N型掺杂GaN层接触；在多量子阱层上顺次沉积电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层。本发明能够避免MQW层内产生压电效应，提高电子和空穴发生辐射复合的效率。

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

GaN(氮化镓)基LED(Light Emitting Diode，发光二极管)一般包括外延片和在外延片上制备的电极。外延片通常包括：衬底、以及顺次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型掺杂层、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)层、电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层。当有电流通过时，N型掺杂层等N型区的电子和P型GaN层等P型区的空穴进入MQW有源区并且复合，发出可见光。常规的MQW层由InGaN量子阱/GaN量子垒超晶格组成。

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：

由于InGaN量子阱与GaN量子垒之间存在较大的晶格失配，因此，MQW层受到外界应力作用发生变形，导致MQW层内产生压电效应，进而产生极化电场。极化电场使得量子阱中电子和空穴的波函数重叠率降低，即电子和空穴发生辐射复合的效率降低，进而影响了LED的内量子效率。

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，能够避免MQW层内产生压电效应，提高电子和空穴发生辐射复合的效率。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上顺次沉积缓冲层、未掺杂GaN层和N型掺杂GaN层；

在所述N型掺杂GaN层上沉积多量子阱层，所述多量子阱层包括若干层叠的量子阱垒层，所述量子阱垒层包括阱层和层叠在所述阱层上的垒层，所述阱层包括第一InGaN层，所述垒层包括AlInGaN层和层叠在所述AlInGaN层上的GaN层，所述量子阱垒层中垒层的AlInGaN层靠近所述量子阱垒层中阱层，靠近所述N型掺杂GaN层的量子阱垒层中的阱层与所述N型掺杂GaN层接触；

在所述多量子阱层上顺次沉积电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层。

可选地，所述AlInGaN层包括顺次层叠的第一AlInGaN子层、第二AlInGaN子层和第三AlInGaN子层，所述垒层中的GaN层与所述第三AlInGaN子层接触，所述第一AlInGaN子层、所述第二AlInGaN子层和所述第三AlInGaN子层的生长温度和生长压力分别逐渐递增，所述第一AlInGaN子层、所述第二AlInGaN子层和所述第三AlInGaN子层的厚度逐渐递减。

可选地，所述垒层的厚度为8nm～20nm，所述垒层中的AlInGaN层的厚度为所述垒层的厚度的20％～30％。

可选地，所述AlInGaN层为Al_xIn_yGa_1-x-yN层，0x0.6，0y0.5。

可选地，所述阱层还包括InN层和第二InGaN层，所述InN层位于所述第一InGaN层和所述第二InGaN层之间，所述阱层的厚度为3nm，所述阱层中的InN层的厚度为所述阱层的厚度的5％～15％，所述阱层中的第一InGaN层的厚度小于所述阱层中的第二InGaN层的厚度。