本发明专利技术公开了一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。外延片包括超晶格缓冲层，超晶格缓冲层为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在衬底上的第一子层、第二子层和第三子层，通过在第一子层中掺入Al可以缓解衬底与GaN层间的晶格失配，减小缺陷密度，提高整个外延层的晶体质量，进而提高LED的抗静电能力，通过在第二子层中掺入Mg，可以在第一子层和第二子层之间起到过渡作用，通过在第三子层中掺入In，可以提高第三子层的晶格常数，从而可以提高N型层的应力释放的速度，减小多量子阱层的应力极化效应，提高LED的发光效率。
【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，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LED不断追求的目标。LED外延片是LED中的重要组成部分，现有的氮化镓基LED包括衬底和层叠在衬底上的外延层，外延层包括依次层叠在衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，N型层中产生的电子和P型层中产生的空穴，载电场力的作用下向多量子阱层迁移，并在多量子阱层中发生辐射复合发光。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：随着氮化镓基LED工作电流的增加，电流密度随之增大，在这种大电流密度下，注入多量子阱层中的电子也随之增多，导致部分电子未能与空穴在多量子阱层中复合而迁移至P型GaN载流子层中，致使电子溢漏的程度增加，LED的抗静电能力变差，发光效率下降。
技术实现思路
为了解决现有技术中LED在大电流密度下，发光效率低的问题，本专利技术实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法。所述技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基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超晶格缓冲层、高温缓冲层、N型层、浅阱层、多量子阱层、低温P型层、P型电子阻挡层、高温P型层、P型接触层，所述超晶格缓冲层为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在所述衬底上的第一子层、第二子层和第三子层，N为大于或等于2的整数，所述第一子层为AlxGa1-xN层，0<x<1，所述第二子层为MgyGa1-yN层，0.5<y<1，所述第三子层为InzGa1-zN层，0<z<1。进一步地，所述超晶格缓冲层的周期数为1＜N≤20。进一步地，所述超晶格缓冲层的厚度为10-50nm。进一步地，0.6<x<0.8，0.7<y<0.9，0.6<z<0.9。另一方面，本专利技术提供了一种氮化镓基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；在所述衬底上生长超晶格缓冲层，所述超晶格缓冲层为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在所述衬底上的第一子层、第二子层和第三子层，N为大于或等于2的整数，所述第一子层为AlxGa1-xN层，0<x<1，所述第二子层为MgyGa1-yN层，0.5<y<1，所述第三子层为InzGa1-zN层，0<z<1；在所述超晶格缓冲层上依次生长高温缓冲层、N型层、浅阱层、多量子阱层、低温P型层、P型电子阻挡层、高温P型层和P型接触层。进一步地，所述超晶格结构的周期数为1＜N≤20。进一步地，所述超晶格缓冲层的生长厚度为10-50nm。进一步地，所述超晶格缓冲层的生长压力为50-200torr。进一步地，所述超晶格缓冲层的生长温度为1000-1100℃。进一步地，所述超晶格缓冲层的在生长转速为200-600r/min。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在衬底上生长超晶格缓冲层，超晶格缓冲层由三个子层组成，三个子层包括第一子层、第二子层和第三子层，第一子层为AlxGa1-xN层，0<x<1，第一子层中的Al可以缓解衬底与GaN层间的晶格失配，减小缺陷密度，提高整个外延层的晶体质量，从而提高LED的抗静电能力。第二子层为MgyGa1-yN层，0.5<y<1，第二子层中掺入的Mg可以在第一子层和第二子层之间起到过渡作用，缓解第一子层与第三子层之间的晶格失配。第三子层为InzGa1-zN层，0<z<1，第三子层中的In可以提高第三子层中的晶格常数，从而可以提高N型层的应力释放的速度，减小多量子阱层的应力极化效应，进而提高LED的发光效率。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提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种氮化镓基发光二极管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氮化镓基发光二极管外延片，图1是本专利技术实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图，如图1所示，该氮化镓基发光二极管包括衬底1、以及依次层叠在衬底1上的超晶格缓冲层2、高温缓冲层3、N型层4、浅阱层5、多量子阱层6、低温P型层7、P型电子阻挡层8、高温P型层9、P型接触层10。其中，超晶格缓冲层2为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在衬底1上的第一子层21、第二子层22和第三子层23，N为大于或等于2的整数，第一子层21为AlxGa1-xN层，0<x<1，第二子层22为MgyGa1-yN层组成，0.5<y<1，第三子层23为InzGa1-zN层，0<z<1。本专利技术实施例通过在衬底上生长超晶格缓冲层，超晶格缓冲层由三个子层组成，三个子层包括第一子层、第二子层和第三子层，第一子层为AlxGa1-xN层，0<x<1，第一子层中的Al可以缓解衬底与GaN层间的晶格失配，减小缺陷密度，提高整个外延层的晶体质量，从而提高LED的抗静电能力。第二子层为MgyGa1-yN层，0.5<y<1，第二子层中掺入的Mg可以在第一子层和第二子层之间起到过渡作用，缓解第一子层与第三子层之间的晶格失配。第三子层为InzGa1-zN层，0<z<1，第三子层中的In可以提高第三子层中的晶格常数，从而可以提高N型层的应力释放的速度，减小多量子阱层的应力极化效应，进而提高LED的发光效率。进一步地，超晶格缓冲层2的周期数为1＜N≤20。若超晶格缓冲层2的周期数小于1，则不能提高LED的发光效率。若超晶格缓冲层2的周期数大于20，则会增加生产成本。进一步地，超晶格缓冲层2的厚度为10-50nm。优选地，0.6<x<0.8，0.7<y<0.9，0.6<z<0.9，此时LED的抗静电能力最好。可选地，衬底1可以为蓝宝石衬底。可选地，高温缓冲层3可以为不掺杂的GaN层，厚度为1-2um。N型层4可以为掺Si的GaN层，厚度为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基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超晶格缓冲层、高温缓冲层、N型层、浅阱层、多量子阱层、低温P型层、P型电子阻挡层、高温P型层、P型接触层，其特征在于，所述超晶格缓冲层为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在所述衬底上的第一子层、第二子层和第三子层，N为大于或等于2的整数，所述第一子层为AlxGa1‑xN层，0<x<1，所述第二子层为MgyGa1‑yN层，0.5<y<1，所述第三子层为InzGa1‑zN层，0<z<1。
【技术特征摘要】
1.一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基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超晶格缓冲层、高温缓冲层、N型层、浅阱层、多量子阱层、低温P型层、P型电子阻挡层、高温P型层、P型接触层，其特征在于，所述超晶格缓冲层为包括N个周期的超晶格结构，每个周期的超晶格结构包括层叠设置在所述衬底上的第一子层、第二子层和第三子层，N为大于或等于2的整数，所述第一子层为AlxGa1-xN层，0<x<1，所述第二子层为MgyGa1-yN层，0.5<y<1，所述第三子层为InzGa1-zN层，0<z<1。2.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格缓冲层的周期数为1＜N≤20。3.根据权利要求1或2所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格缓冲层的厚度为10-50nm。4.根据权利要求1或2所述的氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，0.6<x<0.8，0.7<y<0.9，0.6<z<0.9。5.一种氮化镓基发光二极管外延片的制造方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒辉，肖云飞，吕蒙普，胡加辉，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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