[发明专利]微型发光二极管外延片及其制造方法

说明书

本公开公开了一种微型发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。微型发光二极管外延片的每个量子阱层均包括依次层叠的第一量子阱层、第二量子阱层和第三量子阱层，第一量子阱层和第三量子阱层均为In_xGa_1‑xN层，第二量子阱层为In组分为零的GaN层，第一量子阱层中In组分的变化方式为：由零线性升高、再保持不变、再线性降低至零，第三量子阱层中In组分的变化方式与第一量子阱层中In组分的变化方式相同。采用上述结构的量子阱层，可以改善量子阱InGaN材料中富In局域态效应，使In组分稳定集中分布在量子阱层中，从而可以提高微型发光二极管的发光波长和发光颜色一致性。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种微型发光二极管外延片及其制造方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，LED正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等。

微型发光二极管MicroLED，即LED微缩化和矩阵化，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列。Micro LED像素要求是微米级。Micro LED优点继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性，更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。但是Micro LED对发光波长和发光颜色一致性要求较高。

当前传统Micro LED外延技术生长中，有源层中的InGaN量子阱层中的In组分含量采用恒定生长模式。但是InGaN材料中容易产生富In局域态效应，导致In组分不能稳定集中分布在InGaN量子阱层中，从而会导致Micro LED的发光波长和发光颜色一致性较差，无法满足Micro LED对发光波长和发光颜色一致性的高要求。

发明内容

本公开实施例提供了一种微型发光二极管外延片及其制造方法，可以改善量子阱InGaN材料中富In局域态效应，使In组分稳定集中分布在量子阱层中，从而提高微型发光二极管的发光波长和发光颜色一致性。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种微型发光二极管外延片，所述微型发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、3D成核层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，所述有源层包括交替生长的多个量子阱层和多个量子垒层，

每个所述量子阱层均包括依次层叠的第一量子阱层、第二量子阱层和第三量子阱层，所述第一量子阱层和所述第三量子阱层均为In_xGa_1-xN层，0≤x＜1，所述第二量子阱层为In组分为零的GaN层，所述第一量子阱层中In组分的变化方式为：由零线性升高、再保持不变、再线性降低至零，所述第三量子阱层中In组分的变化方式与所述第一量子阱层中In组分的变化方式相同。

可选地，所述第一量子阱层包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层中In组分由零线性升高至设定值，所述第二子层中的In组分为所述设定值保持不变，所述第三子层中的In组分由所述设定值线性降低至零；

所述第一子层、所述第二子层和所述第三子层的厚度相等。

可选地，所述设定值为0.5～0.8。

可选地，所述第一量子阱层的厚度与所述第三量子阱层的厚度相等，所述第一量子阱层的厚度大于所述第二量子阱层的厚度。

另一方面，提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、3D成核层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层；