[发明专利]一种红光发光二极管的外延片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种红光发光二极管的外延片及其制备方法，通过将n型半导体层设计成铝元素的含量沿所述外延片的生长方向逐渐增加，铟元素的含量沿所述外延片的层叠方向逐渐降低的渐变层，搭配铝元素、铟元素的含量沿所述外延片的生长方向不变的固定层，使得在靠近多量子阱层一侧的势垒逐渐升高，可限制多阱量子层中用于辐射复合的电子及空穴向MQW区外的游离，限制空穴与电子在MQW中进行辐射复合减少非辐射复合，同时也有利于n层的电子向MQW区的流动，进而增加了流向MQW区域中复合的光子数，提升了发光效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管制备技术领域，特别涉及一种红光发光二极管的外延片及其制备方法。

背景技术

现有红光发光二极管(light emitting diode，简称LED)外延结构主要为在砷化镓(GaAs)衬底上生长n型GaAs缓冲层、n型分布式布拉格(distributed Bragg reflection简称DBR)反射层、n型限制层、多量子阱(MQW)发光层、p型限制层、p型磷化镓(GaP)电流扩展层。其中，p型限制层及n型限制层使得p区的空穴与n区的电子在MQW中复合发光，但是常规p型限制层及n型限制层在限制电子和空穴在MQW区域复合的同时又会阻挡p层空穴和n层电子向MQW区的流动，进而影响到发光效率。

因而，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种红光发光二极管的外延片及其制备方法，旨在解决现有红光发光二极管发光效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种红光发光二极管的外延片，其中，包括：依次层叠设置的n型半导体层、多量子阱层、p型半导体层；

所述n型半导体层包括第一n型限制层和第二n型限制层；

所述第一n型限制层包括铝元素和铟元素，所述第二n型限制层包括铝元素和铟元素；

所述第一n型限制层中铝元素的含量沿所述外延片生长的方向逐渐增加，铟元素的含量沿所述外延片的生长方向逐渐降低，所述第二n型限制层中铝元素、铟元素的含量沿所述外延片的生长方向不变。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第一n型限制层为掺n型杂质的Al_aIn_1-aP层，a的值沿所述外延片的生长方向从0.1逐渐增大到x，其中，0.3＜x＜0.7。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第二n型限制层为掺n型杂质的Al_xIn_1-xP层。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第一n型限制层的厚度为40-120nm。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述p型半导体层包括依次层叠的第一p型限制层、第二p型限制层，所述第一p型限制层包括铝元素和铟元素，所述第二p型限制层包括铝元素和铟元素，所述第一p型限制层中铝元素、铟元素的含量沿所述外延片的生长方向不变，所述第二p型限制层中铝元素的含量沿所述外延片的生长方向逐渐降低，铟元素的含量沿所述外延片的生长方向逐渐增加。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第二p型限制层为掺p型杂质的Al_bIn_1-bP层，b的值沿所述外延片的生长方向逐渐从y减小到0.1，其中，0.3＜y＜0.7。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第一p型限制层为掺p型杂质的Al_yIn_1-yP的p层。

可选地，所述的红光发光二极管的外延片，其中，所述第一n型限制层的厚度为40-120nm。