[发明专利]提高发光与制备效率的发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本公开公开了提高发光与制备效率的发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管制作领域。生长发光二极管外延片的多量子阱层中的垒层时，向反应腔通入第一有机金属源与第一反应气体生长第一子层，第一有机金属源包括三甲基镓，第一反应气体包括氢气、氨气与氮气。得到的第一子层的生长速度较快，缩短垒层所需的制备时长；而第一反应气体中的氢气可以抑制In原子渗入第一子层中，保证第一子层的成形速度的同时提高得到的第一子层的晶体质量。通入三乙基镓与第二反应气体在第一子层上生长第二子层，三乙基镓可以使得到的第二子层具有更好的晶体质量与电学性能，有效提高最终得到的发光二极管外延片的发光效率与制备效率。

技术领域

本公开涉及发光二极管制作领域，特别涉及提高发光与制备效率的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。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，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，提高芯片发光效率是发光二极管不断追求的目标。

相关技术中，发光二极管的外延片通常包括衬底及在衬底上依次生长的n型GaN层、多量子阱层与p型GaN层。相关技术中，多量子阱层包括交替层叠的InGaN阱层与垒层。

多量子阱层中，垒层与InGaN阱层若采用较高的压力与温度进行快速生长以提高发光二极管外延片的发光效率，快速生长得到的垒层与InGaN阱层中均会存在较多的缺缺陷，InGaN阱层中由于In原子分解进入垒层中也会导致垒层中缺陷增加。缺陷会捕获流经多量子阱层的电子以使得在InGaN阱层中进行复合发光的电子数量减少，降低多量子阱层的发光效率，难以同时保证发光二极管外延片的制备效率与发光效率。

发明内容

本公开实施例提供了提高发光与制备效率的发光二极管外延片及其制备方法，能够提高发光二极管外延片的发光效率与制备效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种提高发光与制备效率的发光二极管外延片，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上生长n型GaN层；

在所述n型GaN层生长多量子阱层，所述多量子阱层包括交替层叠的垒层与InGaN阱层，所述垒层的材料为镓氮化合物；

在所述多量子阱层上生长p型GaN层；

生长所述垒层，包括：

向反应腔通入第一有机金属源与第一反应气体生长第一子层，所述第一有机金属源包括三甲基镓，所述第一反应气体包括氢气、氨气与氮气；

向所述反应腔通入第二有机金属源与第二反应气体以在所述第一子层上生长第二子层，所述第二有机金属源包括三乙基镓，所述第一子层的材料与所述第二子层的材料相同。

可选地，所述氢气的体积为所述第一反应气体体积的5％～20％。

可选地，所述第二反应气体包括氮气与氨气，所述第二反应气体中的氮气体积占所述第二反应气体的总体积的40～60％。

可选地，所述第一子层的厚度大于所述第二子层的厚度。

可选地，所述第一子层的厚度为1～5nm，所述第二子层的厚度为0.5～1nm。

可选地，所述第一子层掺有Si元素。

可选地，所述第一子层中Si元素的掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3。

可选地，所述多量子阱层包括交替层叠的垒层与InGaN阱层及每个所述垒层与所述InGaN阱层之间的InN牺牲层。

可选地，所述牺牲层的厚度为0.1～2nm。