[发明专利]一种GaN基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GaN基发光二极管外延片及其制备方法，属于GaN基发光二极管领域。所述发光二极管外延片包括：衬底、在所述衬底上顺次沉积的缓冲层、非掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、低温P型GaN层、电子阻挡层、高温P型GaN层、以及P型接触层，所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括量子阱层和量子垒层，所述量子阱层包括第一InGaN层，所述量子垒层包括顺次层叠的第一AlInGaN层、GaN层、以及第二AlInGaN层，靠近所述低温应力释放层的阱垒层中的量子阱层与所述低温应力释放层接触。

技术领域

本发明涉及GaN基发光二极管领域，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)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、非掺杂GaN层、N型GaN层、MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)层、电子阻挡层、P型GaN层和接触层。当有电流注入GaN基LED时，N型GaN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。其中，MQW层一般是采用InGaN阱层和GaN垒层交替生长的周期结构。

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：InGaN阱层和GaN垒层之间存在较大的晶格失配，将在InGaN阱层和GaN垒层的异质结界面处形成很大的应力，进而产生很强的压电极化。压电极化将引起量子限制斯塔克效应，即在量子阱中产生内建电场，该内建电场将使能带发生倾斜，改变导带和价带的能级，降低载流子跃迁能量，还改变能带中载流子的束缚态波函数，使得电子和空穴波函数空间分离，减少电子波函数与空穴波函数的重叠，降低电子和空穴的辐射复合效率。

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，能够降低甚至消除因传统InGaN/GaN晶格不匹配造成的阱垒界面形成的应力。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种GaN基发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括：

衬底、在所述衬底上顺次沉积的缓冲层、非掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、低温应力释放层、多量子阱层、低温P型GaN层、电子阻挡层、高温P型GaN层、以及P型接触层，所述多量子阱层包括若干层叠的阱垒层，所述阱垒层包括量子阱层和量子垒层，所述量子阱层包括第一InGaN层，所述量子垒层包括顺次层叠的第一AlInGaN层、GaN层、以及第二AlInGaN层，靠近所述低温应力释放层的阱垒层中的量子阱层与所述低温应力释放层接触。

可选地，所述量子阱层为低温量子阱层，所述第一AlInGaN层和所述第二AlInGaN层均为低温AlInGaN层，所述GaN层为高温GaN层。

可选地，所述量子阱层还包括InN层和第二InGaN层，所述InN层位于所述第一InGaN层与所述第二InGaN层之间，与所述低温应力释放层接触的量子阱层中的第一InGaN层与所述低温应力释放层接触。

可选地，所述第一InGaN层和所述第二InGaN层均为In_x1Ga_1-x1N层，所述第一AlInGaN层和所述第二AlInGaN层均为Al_yIn_x2Ga_1-x2-yN层，0.1≤y≤0.8，0.1≤x1≤0.3，0.05≤x2≤0.2。

可选地，所述第一InGaN层和所述第二InGaN层的厚度均为所述InN层的厚度为所述第一AlInGaN层和所述第二AlInGaN层的厚度均为所述GaN层的厚度为所述阱垒层的数量为6～10。

第二方面，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；