[发明专利]提高内量子效率的发光二极管外延片制备方法及外延片

说明书

本公开公开了提高内量子效率的发光二极管外延片制备方法及外延片，属于发光二极管制作领域。InGaN阱层的第一阶段的生长过程中，使铟源流量线性增加至第一铟源阈值，镓源由第一镓源阈值线性降低至第二镓源阈值，可以在短时间且较薄的InGaN阱层的厚度内形成In源富集区，提高多量子阱层的出光效率。第二阶段生长起到过渡与提高晶体质量的作用。第三阶段铟源不变而镓源线性增加，第四阶段铟源与流量均进行增加，提高发光效率。第五阶段、第六阶段中In的富集进一步减少，提高整体质量。六个阶段的In的富集程度的变化，缓解极化电场，提高电子‑空穴波函数的交叠区域，提高发光二极管的内量子效率。

技术领域

本公开涉及发光二极管制作领域，特别涉及提高内量子效率的发光二极管外延片制备方法及外延片。

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GaN垒层。

多量子阱层中，由于InGaN阱层中In原子相对氮化镓晶胞的可溶性较低，InGaN阱层在生长过程中容易出现In团簇甚至金属In析出等缺陷。同时InGaN阱层与GaN垒层之间的晶格失配与热失配也会使得多量子阱层内部存在极化电场，极化电场会导致电子与空穴的波函数分离并因此降低电子与空穴的复合效率，缺陷会捕获电子或空穴导致复合发光的电子与空穴的数量降低，使得多量子阱层的内量子效率较低。

发明内容

本公开实施例提供了提高内量子效率的发光二极管外延片制备方法及外延片，能够提高发光二极管外延片的内量子效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种提高内量子效率的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；

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GaN垒层与InGaN阱层；

在所述多量子阱层上生长p型GaN层；

生长所述InGaN阱层，包括：

向反应腔通入流量线性增加至第一铟源阈值的铟源与流量由第一镓源阈值线性降低至第二镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第一阶段；

通入流量为所述第一铟源阈值的铟源与流量为所述第二镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第二阶段；

通入流量由所述第一铟源阈值线性增加至第二铟源阈值的所述铟源与流量为所述第二镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第三阶段；

通入流量为所述第二铟源阈值的所述铟源与流量由所述第二镓源阈值线性增加至所述第一镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第四阶段；

通入流量由所述第二铟源阈值线性降低至所述第一铟源阈值的所述铟源与流量由所述第一镓源阈值线性降低至所述第二镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第五阶段；

通入流量由所述第一铟源阈值线性降低至零的所述铟源与流量由所述第二镓源阈值线性增加至所述第一镓源阈值的镓源，以生长所述InGaN阱层的第六阶段。

可选地，所述第一阶段的时长、所述第二阶段的时长、所述第三阶段的时长、所述第四阶段的时长、所述第五阶段的时长与所述第六阶段的时长均相等。

可选地，所述第一阶段的时长为20～40秒。