[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。所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上顺次沉积缓冲层、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，所述电子阻挡层包括若干层叠的复合层，所述复合层包括BAlN子层和GaN子层，所述BAlN子层为B_xAl_1‑xN子层，0.13≤x≤0.15。

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，电子阻挡层一般是AlGaN电子阻挡层，用于阻挡MQW有源区的电子溢流至P型区，增加电子和空穴的空间复合几率。

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：AlGaN电子阻挡层在阻挡电子溢流的同时会产生一个高的价带带阶，高的价带带阶将阻碍空穴向MQW有源区迁移，从而导致载流子复合发光效率降低，降低了LED的内量子发光效率。

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，能够实现电子阻挡层的能带为价带带阶接近于0、且导带带阶比较高的能带结构。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、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，所述电子阻挡层包括若干层叠的复合层，所述复合层包括BAlN子层和GaN子层，所述BAlN子层为B_xAl_1-xN子层，0.13≤x≤0.15。

可选地，所述在所述衬底上顺次沉积缓冲层、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，包括：

将所述衬底放置到金属有机化合物化学气相沉淀设备的反应腔中的衬底托盘上，并对所述衬底托盘进行加热和驱动所述衬底托盘转动；

在所述衬底上顺次沉积所述缓冲层、所述非掺杂GaN层、所述N型掺杂GaN层、所述低温应力释放层、所述多量子阱层、以及所述低温P型GaN层；

在所述低温P型GaN层上沉积所述电子阻挡层，在生长所述电子阻挡层时，所述衬底托盘的转速为800～1000转/分钟，所述反应腔的温度为900～1000℃，所述反应腔的压力为20～200torr；

在所述电子阻挡层上顺次沉积所述高温P型GaN层、以及所述P型接触层。

可选地，所述在所述低温P型GaN层上沉积所述电子阻挡层，包括：

向所述反应腔输送第一反应气体，以生长第i个复合层中的BAlN子层，所述第一反应气体包括氨气、三甲基硼、三甲基铝和三乙基镓，i为正整数；

向所述反应腔输送第二反应气体，以生长所述第i个复合层中的GaN子层，所述第二反应气体包括氨气和三乙基镓，所述第一反应气体中的氨气流量为所述第二反应气体中的氨气流量的2％～30％。

可选地，所述电子阻挡层的厚度为20nm～60nm，3≤i。