[发明专利]一种多量子阱结构、LED外延片及其制备方法

说明书

本申请提供了一种多量子阱结构，为9层的上下层叠加结构，9层按照从下往上的顺序依次为GaN势垒层、AlGaN势垒层、GaN势垒层、InGaN势阱层、低温InGaN势阱层、InGaN势阱层、GaN势垒层、AlGaN势垒层、GaN势垒层；本申请还提供了一种LED外延片；本申请还提供了一种LED外延片的制备方法；本发明能够有效降低阱垒界面间的应力，缓解能带的弯曲，AlGaN势垒层能有效加强对电子的阻挡，低温InGaN势阱层能够提高空穴和电子注入有源区效率和辐射复合效率，从根本上提高晶体质量和内量子效率，从而提高器件性能，将有源区的出光效率提高了37％左右。

技术领域

本发明涉及LED外延设计技术领域，尤其是涉及一种多量子阱结构、LED外延片及其制备方法。

背景技术

二十世纪九十年代初，以氮化物为代表的第三代宽带隙半导体材料获得了历史性突破，科研人员在氮化镓材料上成功地制备出蓝绿光和紫外光LED，使得LED照明成为可能。1971年，第一只氮化镓LED管芯面世，1994年，氮化镓HEMT出现了高电子迁移率的蓝光GaN基二极管，氮化镓半导体材料发展十分迅速。

半导体发光二极管具有体积小、坚固耐用、发光波段可控性强、光效高、低热损耗、光衰小、节能、环保等优点，在全色显示、背光源、信号灯、光电计算机互联、短距离通信等领域有着广泛的应用，逐渐成为目前电子电力学领域研究的热点。氮化镓材料具有宽带隙、高电子迁移率、高热导率、高稳定性等一系列优点，因此在短波长发光器件、光探测器件以及大功率器件方面有着广泛的应用和巨大的市场前景。

LED被广泛应用在显示屏、传感器、通讯、照明等广泛领域。作为核心半导体器件的GaN基蓝光LED能与荧光粉结合制造白光，在照明方面有很大的吸引力。LED外延片要提高发光效率，最根本的方法就是要增强外延结构的内量子效率。目前，国内MOCVD生长GaN基LED外延片的内量子效率只能达到30％左右，还有较大的发展提高空间，而有源层MQW的生长对内量子效率的提高尤其重要。业内目前一般采用GaN/InGaN材料交替生长有源层。在注入电流后，n型GaN层中的电子因其高迁移率，会比较容易穿过发光层(有源层MQW)，迁移到有源层之上的p型GaN层中与空穴形成无效辐射复合，这样无形中降低了内量子效率。

因此，有必要提供一种GaN基LED外延片的新有源层制备方法，来克服上述的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多量子阱结构。本发明实施例的另外一个目的是提供一种LED外延片。本发明实施例的另外一个目的是提供一种LED外延片的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种多量子阱结构，为9层的上下层叠加结构，9层按照从下往上的顺序依次生长；

第一层为GaN势垒层，第二层为AlGaN势垒层，第三层为GaN势垒层，第四层为InGaN势阱层，第五层为低温InGaN势阱层，第六层为InGaN势阱层，第七层为GaN势垒层，第八层为AlGaN势垒层，第九层为GaN势垒层；

第一层、第二层、第三层、第四层、第五层、第六层、第七层、第八层、第九层按照从下到上的顺序依次层叠布置。

一种LED外延片，包括衬底、N型层、5～9个多量子阱结构以及P型层，5～9个多量子阱结构中的每一个多量子阱结构均为上述的多量子阱结构；

5～9个多量子阱结构按照从下到上的顺序依次层叠布置；

所述衬底、N型层、5～9个多量子阱结构、P型层按照从下到上的顺序依次层叠布置。

一种上述的LED外延片的制备方法，包括以下依次进行的步骤：

1)在衬底上生长N型层结构；

2)在N型层的上表面上，生长多量子阱结构；