[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。方法包括：提供图形化蓝宝石衬底；在所述图形化蓝宝石衬底上沉积GaN缓冲层；在所述GaN缓冲层上沉积低压GaN层，所述低压GaN层中掺杂Al、且掺杂的Al的摩尔浓度小于0.3，所述低压GaN层的生长压力小于或等于200torr；在所述低压GaN层上顺次沉积N型掺杂GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型接触层。

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)，又称GaN基LED芯片，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、以及在衬底上生长的GaN基外延层。GaN基外延层包括顺次层叠的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、MQW(MultipleQuantum 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。

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：衬底一般采用PSS(Patterned Sapphire Substrate，图形化蓝宝石)，其与GaN基外延层存在较大的晶格失配，在外延生长过程中会积累应力和缺陷，比如在未掺杂GaN层中存在较高的线缺陷密度，底层容易产生漏电通道，影响底层长晶质量，降低底层抗静电能力，影响芯片良率。

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，能够有效堵住底层漏电通道，提升底层长晶质量。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：

提供图形化蓝宝石衬底PSS；

在所述PSS上沉积GaN缓冲层；

在所述GaN缓冲层上沉积低压GaN层，所述低压GaN层中掺杂Al、且掺杂的Al的摩尔浓度小于0.3，所述低压GaN层的生长压力小于或等于200torr；

在所述低压GaN层上顺次沉积N型掺杂GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层、以及P型接触层。

可选地，所述低压GaN层的厚度为1～5μm。

可选地，所述低压GaN层包括第一低压GaN子层和第二低压GaN子层，在所述GaN缓冲层上沉积低压GaN层，包括：

在所述GaN缓冲层上沉积所述第一低压GaN子层，所述第一低压GaN子层掺杂的Al的摩尔浓度为0.1～0.3；

在所述第一低压GaN子层上沉积所述第二低压GaN子层，所述第二低压GaN子层掺杂的Al的摩尔浓度小于或等于0.1，所述第二低压GaN子层的生长压力大于所述第一低压GaN子层的生长压力。

可选地，所述第一低压GaN子层的生长压力为0～30torr，所述第二低压GaN子层的生长压力为100～200torr。

可选地，所述第一低压GaN子层的厚度为0.5～1μm，所述第二低压GaN子层的厚度为1～4μm。

可选地，所述N型掺杂GaN层与所述多量子阱层之间设有N型AlGaN层，所述N型AlGaN层中Al的摩尔浓度大于所述低压GaN层中掺杂的Al的摩尔浓度。

可选地，所述N型掺杂GaN层中Al的摩尔浓度小于或等于0.3。

可选地，所述N型掺杂GaN层的厚度为50～180nm。