[发明专利]发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管

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、发光二极管，属于外延技术领域。该所述发光二极管外延片包括：衬底、以及依次层叠于所述衬底上的氮化镓缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型掺杂氮化镓层、N型铝镓氮层、多量子阱层、P型复合层、P型掺杂氮化镓层和P型接触层；所述P型复合层包括：位于所述多量子阱层上的高温氮化铝子层，位于所述高温氮化铝层上的铝镓氮子层，以及位于所述铝镓氮子层上的含铟的氮化物子层，所述P型掺杂氮化镓层位于所述含铟的氮化物子层上。通过包含三个子层的P型复合层，一方面提升了电子阻挡的效果，另一方面保证了空穴的顺利通过。

技术领域

本发明涉及外延技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。

背景技术

目前，氮化镓(GaN)基发光二极管(Light Emitting Diode，LED)受到越来越多的关注和研究。外延片是GaN基LED的核心部分，外延片的结构包括：衬底、GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型掺杂GaN层、N型铝镓氮(AlGaN) 层、多量子阱(Multiple Quantum Well，MQW)层、P型AlGaN层、P型掺杂 GaN层和P型接触层。

当有电流通过时，N型掺杂GaN层中的电子和P型掺杂GaN层中的空穴进入MQW层，并且在MQW层中复合发光。而电子和空穴在MQW层外的其它层发生复合，则不会发光，称为非辐射复合。为了减少非辐射复合的发生，在上述外延片结构中设置有P型AlGaN层，P型AlGaN层的作用是阻挡N型掺杂 GaN层中的电子从MQW层溢出，以增加MQW层中的发光复合。

但是，目前的外延片结构中的P型AlGaN层晶体质量通常较差，一方面不利于对电子的阻挡，另一方面也不利于空穴通过该P型AlGaN层进入MQW层。

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、发光二极管，以改善P型AlGaN层阻挡电子的效果，同时保证空穴的顺利通过。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、以及依次层叠于所述衬底上的氮化镓缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型掺杂氮化镓层、N型铝镓氮层、多量子阱层、P型复合层、P型掺杂氮化镓层和P型接触层；所述P型复合层包括：

位于所述多量子阱层上的高温氮化铝子层，位于所述高温氮化铝子层上的铝镓氮子层，以及位于所述铝镓氮子层上的含铟的氮化物子层，所述P型掺杂氮化镓层位于所述含铟的氮化物子层上。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述P型复合层的厚度范围为 300nm-600nm。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述高温氮化铝子层的厚度范围为 200nm-400nm，所述铝镓氮子层的厚度范围为50nm-100nm，所述含铟的氮化物子层的厚度范围为50nm-100nm。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述高温氮化铝子层的生长温度范围为950℃-1000℃；所述铝镓氮子层和所述含铟的氮化物子层的生长温度范围均为800℃-950℃。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述高温氮化铝子层、所述铝镓氮子层和所述含铟的氮化物子层的生长压力范围均为200Torr-300Torr。

另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管外延片制备方法，所述方法包括：

在衬底上依次生长氮化镓缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型掺杂氮化镓层、N 型铝镓氮层和多量子阱层；

在所述多量子阱层上依次生长高温氮化铝子层、铝镓氮子层和含铟的氮化物子层，形成P型复合层；

在所述P型复合层的含铟的氮化物子层上依次生长P型掺杂氮化镓层和P 型接触层。