[发明专利]发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本公开公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管技术领域。将发光二极管外延片中的InGaN/GaN多量子阱层设置为包括多个交替层叠的第一复合单元与第二复合单元。第一复合单元包括层叠的第一InGaN阱层与第一GaN垒层，第二复合单元包括层叠的第二InGaN阱层与第二GaN垒层，第一InGaN阱层的厚度小于第二InGaN阱层的厚度，第二InGaN阱层保证InGaN/GaN多量子阱层的发光效率，厚度小于第二InGaN阱层的第一InGaN阱层，则可以在保证发光效率的同时减小第二InGaN阱层中的In含量，减小第一InGaN阱层会带来的极化效应。设置厚度大于第一GaN垒层的第二GaN垒层起到阻挡电子的作用，保证在InGaN/GaN多量子阱层中复合的电子与空穴的数量，整体提高InGaN/GaN多量子阱层的发光效应。

技术领域

本公开涉及发光二极管技术领域，特别涉及发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管是一种能发光的半导体电子元件，发光二极管被广泛应用于交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、户内外显示屏等照明设备中。在制备发光二极管时，需要先制备得到发光二极管外延片，再通过发光二极管外延片进行后续制作得到发光二极管。

发光二极管外延层的结构主要包括：衬底以及依次生长在衬底上的缓冲层、非掺杂的GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层及P型GaN层，在电流作用下，空穴及电子会在InGaN/GaN多量子阱层中进行复合并发光。由于InGaN/GaN多量子阱层中存在压电极化与自发极化，压电极化与自发极化会引发量子限制斯塔克效应，即压电极化与自发极化导致电子-空穴对发生空间分离、波函数交叠量减少，引起InGaN/GaN多量子阱层发光效率下降、发光峰(吸收边)红移的现象。导致最终得到的InGaN/GaN多量子阱层的发光效率仍不够理想。

发明内容

本公开实施例提供了发光二极管外延片及其制备方法，能够提InGaN/GaN多量子阱层的发光效率。所述技术方案如下：

本公开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及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂的GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层及P型GaN层，

所述InGaN/GaN多量子阱层包括多个交替层叠的第一复合单元与第二复合单元，所述第一复合单元包括依次层叠的第一InGaN阱层与第一GaN垒层，所述第二复合单元包括依次层叠的第二InGaN阱层与第二GaN垒层，所述第一InGaN阱层的厚度小于所述第二InGaN阱层的厚度，所述第一GaN垒层的厚度小于所述第二GaN垒层的厚度。

可选地，所述第一InGaN阱层中的In含量与所述第二InGaN阱层中的In含量的比值为1/10-1/20。

可选地，所述第一InGaN阱层的厚度为0.2-1.5nm，所述第一GaN垒层的厚度为2-4.5nm。

可选地，所述第一InGaN阱层的厚度与所述第二InGaN阱层的厚度的比为1:15～1:5，所述第一GaN垒层的厚度与所述第二GaN垒层的厚度的比为1:5～1:2。

可选地，所述第一InGaN阱层的厚度与所述第一GaN垒层的厚度的比值为1:15～1:10。

可选地，所述发光二极管外延片还包括多个发光复合层，所述发光复合层设置在所述InGaN/GaN多量子阱层与所述P型GaN层之间，所述发光复合层与所述第二复合单元的结构相同。

可选地，所述InGaN/GaN多量子阱层包括n个第一复合单元，其中，6≤n≤10且n为整数。

可选地，所述发光二极管外延片包括(n-4)个发光复合层。

本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；