本发明专利技术公开了一种GaN基发光二极管的外延片及其制备方法，属于发光二极管领域。所述方法包括：在衬底上依次生长缓冲层、N型层、应力释放层、多量子阱层和P型层，多量子阱层的每个周期包括InyGa1-yN层和GaN层，应力释放层为超晶格结构，应力释放层的每个周期包括InxGa1-xN层和GaN层，0<x＜y，从N型层开始，应力释放层生长温度随周期数逐渐降低，InxGa1-xN层中In含量随周期数逐层增加。本发明专利技术通过变温变In含量的应力释放层，在靠近N型层一侧采用较高温度较低In含量生长应力释放层，应力释放层的晶格质量比较高，有效地延缓了V型缺陷的产生，从而有效地减少了V型缺陷的数量，提高了多量子阱层的晶体质量，进而改善了GaN基发光二极管器件的内量子效率和抗静电能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管领域，特别涉及。
技术介绍
在LED (Light Emitting D1de，发光二极管)产业的发展中，宽带隙(Eg >2.3eV)半导体材料GaN发展异常迅速，GaN基LED很快实现了商业化。 传统的GaN基发光二极管的外延片包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上依次生长的缓冲层、无掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层和P型层。其中，多量子阱层为超晶格结构，每个周期包括交替生长的InGaN层和GaN层。由于InGaN与GaN之间存在较大的晶格失配，使得晶体质量较差，容易形成漏电流，并且多量子阱层中的InGaN层中存在较大的压应力，该压应力随着In组分的增加而增强，这种压应力会使阴离子和阳离子的排列发生移动，在InGaN层和GaN层界面处产生极化电荷，并在InGaN层和GaN层产生内建极化电场，压电极化又会引起量子限制斯塔克效应，从而降低LED的内量子效率。为了减少多量子阱层中的晶格失配，释放多量子阱层中的压应力，现有技术在N型层和多量子阱层之间引入了 InGaN层和GaN层交替生长形成的超晶格结构作为应力释放层。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题: 由于现有技术中的应力释放层通常在低温恒温条件生长，其中的In的含量通常也比较高，这会很容易引入V型缺陷，V型缺陷会降低多量子阱层中的InGaN层与GaN层界面的陡峭度，并且该V型缺陷经过应力释放层的超晶格结构后会进一步放大，进而降低多量子阱层的晶体质量，降低发光二极管的内量子效率，并引入漏电通道，削弱LED器件的抗静电能力。
技术实现思路
为了解决现有技术中低温恒温条件生长的含In量较高的应力释放层中引入的V型缺陷的问题，本专利技术实施例提供了。所述技术方案如下: —方面，本专利技术实施例提供了一种GaN基发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、生长在所述衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层，所述多量子阱层为超晶格结构，所述多量子阱层的每个周期包括InyGai_yN层和GaN层，0〈y < 1，所述外延片还包括生长在所述N型层和所述多量子阱层之间的应力释放层，所述应力释放层为超晶格结构，所述应力释放层的每个周期包括InxGapxN层和生长在所述InxGapxN层之上的GaN层，0〈x <y，从所述N型层一侧开始，所述应力释放层的生长温度随周期数逐渐降低，所述InxGahN层中的In的含量随周期数逐层增加。 其中，所述应力释放层的周期数为2?20。 进一步地，所述应力释放层的每个周期的生长温度小于所述N型层的生长温度。 更进一步地，所述应力释放层的生长温度为800?1050°C，所述应力释放层的每个周期中的所述InxGahN层的生长温度与所述GaN层的生长温度相同或不同。 可选地，所述应力释放层中的每层所述InxGahN层的生长厚度为I?20nm，所述应力释放层中的每层所述GaN层的生长厚度为I?20nm。 可选地，所述应力释放层的每个周期中的所述InxGahN层的生长厚度与所述GaN层的生长厚度相同或不同。 可选地，所述应力释放层中的每层所述GaN层掺杂，掺杂杂质元素为硅或锗，掺杂后的所述应力释放层中的每层所述GaN层的电子浓度范围为117?1019cm_3。 另一方面，本专利技术实施例提供了一种GaN基发光二极管的外延片的制备方法，所述方法包括: 提供一衬底； 在所述衬底上依次生长缓冲层和N型层，所述方法还包括: 在所述N型层上依次生长应力释放层、多量子阱层和P型层，所述多量子阱层为超晶格结构，所述多量子阱层的每个周期包括InyGai_yN层和GaN层，0〈y < 1，所述应力释放层为超晶格结构，所述应力释放层的每个周期包括InxGa1J层和生长在所述InxGa1J层之上的GaN层，0〈x < y，从所述N型层一侧开始，所述应力释放层的生长温度随周期数逐渐降低，所述InxGahN层中的In的含量随周期数逐层增加。 其中，所述应力释放层的周期数为2?20。 优选地，在所述应力释放层中的最后一层GaN层上直接生长所述多量子阱层。 本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是: 通过在生长多量子阱层之前插入一层超晶格结构的应力释放层，且从N型层一侧开始，该应力释放层的生长温度逐渐降低、InxGahN层中In的含量逐渐增加，在靠近N型层一侧的应力释放层采用较高温度较低In含量的生长条件生长应力释放层，由于此时In含量比较低，应力释放层的晶格质量比较高，且采用较高的生长温度，有效地延缓了 V型缺陷的产生，从而有效地减少了 V型缺陷的数量，减少了 LED器件的漏电通道，并为生长多量子阱层提供了更好的底层基础，进而提高LED的晶体质量和抗静电能力。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是本专利技术实施例一提供的一种GaN基发光二极管的外延片的结构示意图； 图2是本专利技术实施例二提供的一种GaN基发光二极管的外延片的制备方法的流程图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。 实施例一 本专利技术实施例提供了一种GaN基发光二极管的外延片，参见图1，该外延片包括衬底1、生长在衬底I上的缓冲层2、N型层3、多量子阱层4和P型层5，多量子阱层4为超晶格结构，多量子阱层4的每个周期包括InyGai_yN层41和GaN层42，0〈y < I，外延片还可以包括生长在N型层3和多量子阱层4之间的应力释放层6，应力释放层6为超晶格结构，应力释放层6的每个周期包括InxGahN层61和生长在InxGapxN层61之上的GaN层62，0〈x <y，从N型层3 —侧开始，应力释放层6的生长温度随周期数逐渐降低，InxGahN层61中的In的含量随周期数逐层增加。 在本实施例中，应力释放层6的周期数可以为2?20。 实现时，应力释放层6中的最后一层GaN层62上直接生长多量子阱层4。由于GaN层的组分比较单纯，生长质量较好，以此为基础生长的多量子阱层会比在InGaN层上生长的多量子阱层晶体质量更好，从而多量子阱层的内量子效率也会较高。在一种实现方式中，从N型层3 —侧开始，应力释放层6中的第一层InyGapyN层61可以直接生长在N型层3上。在其他实现方式中，也可以先在N型层上生长一层掺杂或无掺杂的GaN层后再生长应力释放层6，即此时也可以认为应力释放层6的每个周期包括GaN层62和生长在GaN层62之上的InxGapxN层61，并在应力释放层6中的最后一层InxGa^N层61上生长一层GaN层62后，再直接生长多量子阱层4。 具体地，应力释放层6中的InxGa^xN层61可以采用无掺杂的InGaN材料生长。 容易理解地，因为0〈x < y，所以应力释放层6的每个周期中的InxGapxN层中的In的含量均低于多量子阱层4的每个周期本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GaN基发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、生长在所述衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层，所述多量子阱层为超晶格结构，所述多量子阱层的每个周期包括InyGa1‑yN层和GaN层，0<y＜1，其特征在于，所述外延片还包括生长在所述N型层和所述多量子阱层之间的应力释放层，所述应力释放层为超晶格结构，所述应力释放层的每个周期包括InxGa1‑xN层和生长在所述InxGa1‑xN层之上的GaN层，0<x＜y，从所述N型层一侧开始，所述应力释放层的生长温度随周期数逐渐降低，所述InxGa1‑xN层中的In的含量随周期数逐层增加。
【技术特征摘要】
1.一种&^基发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、生长在所述衬底上的缓冲层4型层、多量子阱层和？型层，所述多量子阱层为超晶格结构，所述多量子阱层的每个周期包括层和层，0〈7 ? 1，其特征在于，所述外延片还包括生长在所述?型层和所述多量子阱层之间的应力释放层，所述应力释放层为超晶格结构，所述应力释放层的每个周期包括层和生长在所述层之上的层，04 ? 7，从所述~型层一侧开始，所述应力释放层的生长温度随周期数逐渐降低，所述层中的III的含量随周期数逐层增加。2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述应力释放层的周期数为2?20。3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述应力释放层的每个周期的生长温度小于所述~型层的生长温度。4.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述应力释放层的生长温度为800?10501，所述应力释放层的每个周期中的所述层的生长温度与所述&^层的生长温度相同或不同。5.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述应力释放层中的每层所述层的生长厚度为1?2011111，所述应力释放层中的每层所述层的生长厚度为1?2011111。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：乔楠，李昱桦，韩杰，胡加辉，魏世祯，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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