[发明专利]发光二极管外延片及其生长方法

权利要求书

1.一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；其特征在于，所述有源层包括依次层叠的第一叠层结构、第二叠层结构、第三叠层结构和第四叠层结构，所述第一叠层结构、所述第二叠层结构、所述第三叠层结构和所述第四叠层结构均包括至少一个量子阱和至少一个量子垒，所述量子阱和所述量子垒交替层叠设置；所述第一叠层结构的量子垒包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第二叠层结构的量子垒包括依次层叠的第四子层和第五子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料、所述第四子层的材料、所述第四叠层结构的量子垒的材料均采用不掺杂的氮化镓，所述第二子层的材料、所述第五子层的材料、所述第三叠层结构的量子垒的材料均采用掺杂硅的氮化镓；所述第一叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度大于所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度，所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度大于所述第三叠层结构的量子垒中硅的掺杂浓度；所述第一子层的厚度、所述第二子层的厚度、所述第三子层的厚度、所述第四子层的厚度、所述第五子层的厚度、所述第三叠层结构的量子垒的厚度、所述第四叠层结构的量子垒的厚度相等。

2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一叠层结构的量子垒的数量大于所述第二叠层结构的量子垒的数量，所述第二叠层结构的量子垒的数量大于所述第三叠层结构的量子垒的数量，所述第三叠层结构的量子垒的数量大于所述第四叠层结构的量子垒的数量。

3.根据权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一叠层结构的量子垒的数量与所述第二叠层结构的量子垒的数量之差、所述第二叠层结构的量子垒的数量与所述第三叠层结构的量子垒的数量之差、所述第三叠层结构的量子垒的数量与所述第四叠层结构的量子垒的数量之差相等。

4.根据权利要求3所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第三叠层结构的量子垒的数量与所述第四叠层结构的量子垒的数量之差为1个～2个。

5.根据权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第四叠层结构的量子垒的数量为1个～2个。

6.根据权利要求1～4任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度与所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度之比、所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度与所述第三叠层结构的量子垒中硅的掺杂浓度之比相等。

7.根据权利要求6所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度为所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度的1.5倍～3倍，所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度为所述第三叠层结构的量子垒中硅的掺杂浓度的1.5倍～3倍。

8.根据权利要求7所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第三叠层结构的量子垒中硅的掺杂浓度为1*10¹⁷/cm³～5*10¹⁷/cm³。

9.一种发光二极管外延片的生长方法，其特征在于，所述生长方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；

其中，所述有源层包括依次层叠的第一叠层结构、第二叠层结构、第三叠层结构和第四叠层结构，所述第一叠层结构、所述第二叠层结构、所述第三叠层结构和所述第四叠层结构均包括至少一个量子阱和至少一个量子垒，所述量子阱和所述量子垒交替层叠设置；所述第一叠层结构的量子垒包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第二叠层结构的量子垒包括依次层叠的第四子层和第五子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料、所述第四子层的材料、所述第四叠层结构的量子垒的材料均采用不掺杂的氮化镓，所述第二子层的材料、所述第五子层的材料、所述第三叠层结构的量子垒的材料均采用掺杂硅的氮化镓；所述第一叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度大于所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度，所述第二叠层结构的量子垒中硅的平均掺杂浓度大于所述第三叠层结构的量子垒中硅的掺杂浓度；所述第一子层的厚度、所述第二子层的厚度、所述第三子层的厚度、所述第四子层的厚度、所述第五子层的厚度、所述第三叠层结构的量子垒的厚度、所述第四叠层结构的量子垒的厚度相等。