发光二极管外延片及其制备方法技术

本公开提供了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管技术领域。GaN成核层与GaN填平层之间的插入层包括依次层叠在GaN成核层上的SiN子层、InN子层与AlGaN子层。SiN子层的表面平整度相对较好。SiN子层上层叠的InN子层性质较为稳定，在SiN子层上生长时，不易由于高温而出现分解的情况，保证InN子层生长完毕时，InN子层整体表面较为均匀，AlGaN子层可以形成Ga原子占据较大面积的Ga性表面，Ga原子占据较大面积的Ga性表面则可以与GaN填平层进行良好接触，使得在AlGaN子层上生长的GaN填平层具有较好的晶体质量与表面平整度，最终提高发光二极管外延片的晶体质量。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管外延片及其制备方法
本公开涉及到了发光二极管
，特别涉及到一种发光二极管外延片及其制备方法。
技术介绍
发光二极管是一种应用非常广泛的发光器件，常用于通信号灯、汽车内外灯、城市照明和景观照明等，发光二极管外延片则是用于制备发光二极管的基础结构。发光二极管外延片通常包括衬底及衬底上生长的外延层，外延层至少包括依次层叠在衬底上的GaN缓冲层、n型GaN层、发光层及p型GaN层。GaN缓冲层可以减小n型GaN层与衬底之间的晶格失配，提高n型GaN层本身及在n型GaN层上生长的发光层及p型GaN层的晶体质量。但GaN缓冲层减小晶格失配的效果有限，GaN缓冲层及GaN缓冲层上层叠的n型GaN层等结构在生长时，仍会存在较多的缺陷与应力，且缺陷与应力会在外延层整体的生长过程中持续积累与延伸，导致最终得到的外延层的晶体质量仍不够理想。
技术实现思路
本公开实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法，可以发光二极管外延片中外延层的晶体质量。所述技术方案如下：本公开实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法，所述发光二极管外延片包括衬底及生长在所述衬底上的外延层，所述外延层包括在所述衬底上依次层叠的GaN成核层、插入层、GaN填平层、n型GaN层、发光层及p型GaN层，所述插入层包括依次层叠在所述GaN成核层上的SiN子层、InN子层与AlGaN子层。可选地，所述GaN成核层包括多个GaN岛状结构，所述多个GaN岛状结构间隔设置在所述衬底上，所述SiN子层、所述InN子层与所述AlGaN子层依次层叠在所述GaN岛状结构上，且所述SiN子层远离所述衬底的表面、所述InN子层远离所述衬底的表面、所述AlGaN子层远离所述衬底的表面均具有凹陷。可选地，所述GaN填平层远离所述衬底的表面平行于所述衬底的表面。可选地，所述SiN子层的厚度为20～30nm。可选地，所述InN子层的厚度为5～10nm。可选地，所述AlGaN子层的厚度为10～20nm。本公开实施例提供了一种发光二极管外延片制备方法，所述发光二极管外延片制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长GaN成核层；在所述GaN成核层上生长插入层，所述插入层包括依次层叠在所述GaN成核层上的SiN子层、InN子层与AlGaN子层；在所述插入层上生长GaN填平层；在所述GaN填平层上生长n型GaN层；在所述nGaN型层上生长发光层；在所述发光层上生长p型GaN层。可选地，在所述衬底上生长所述GaN成核层后，在所述SiN子层上生长InN子层前，向反应腔内通入10～50s的In源。可选地，在所述SiN子层上生长InN子层后，在所述InN子层上生长AlGaN子层前，向反应腔内通入10～60s的Al源。可选地，所述SiN子层的生长温度、所述InN子层的生长温度、所述AlGaN子层的生长温度依次升高。本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：发光二极管外延片包括衬底及生长在衬底上的外延层，外延层包括在衬底上依次层叠的GaN成核层、插入层、GaN填平层、n型GaN层、发光层及p型GaN层，插入层包括依次层叠在GaN成核层上的SiN子层、InN子层与AlGaN子层。SiN子层由于Si元素的原子半径较小，SiN子层在GaN成核层上生长时，一方面可以与GaN成核层进行良好结合，也可以填平GaN成核层的表面上存在的部分凹陷，得到的SiN子层的表面平整度相对较好。SiN子层上层叠的InN子层性质较为稳定，在SiN子层上生长时，不易由于高温而出现分解的情况，保证InN子层生长完毕时，InN子层整体表面较为均匀，InN子层的表面因高温分解而出现凹陷的情况较少。且InN子层的晶体密度较小，InN子层的内部在高温下具有一定的调整空间，因分解出现的凹陷也较小，可以提高InN子层的表面的平整度。而在InN子层上的AlGaN子层中，Al原子粘附性高，相对Ga原子可以先吸附在InN子层上进行生长，Ga原子后续吸附在Al原子上形成AlGaN子层，AlGaN子层可以形成Ga原子占据较大面积的Ga性表面，Ga原子占据较大面积的Ga性表面则可以与GaN填平层进行良好接触，使得在AlGaN子层上生长的GaN填平层具有较好的晶体质量与表面平整度，最终提高发光二极管外延片的晶体质量。附图说明为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；图2是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的结构示意图；图3是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制备方法流程图；图4是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的制备方法流程图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。图1是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。参考图1可知，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，该发光二极管外延片包括衬底1及生长在衬底1上的外延层2，外延层2包括在衬底1上依次层叠的GaN成核层21、插入层22、GaN填平层23、n型GaN层24、发光层25及p型GaN层26。插入层22包括依次层叠在GaN成核层21上的SiN子层221、InN子层222与AlGaN子层223。发光二极管外延片包括衬底1及生长在衬底1上的外延层2，外延层2包括在衬底1上依次层叠的GaN成核层21、插入层22、GaN填平层23、n型GaN层24、发光层25及p型GaN层26，插入层22包括依次层叠在GaN成核层21上的SiN子层221、InN子层222与AlGaN子层223。SiN子层221由于Si元素的原子半径较小，SiN子层221在GaN成核层21上生长时，一方面可以与GaN成核层21进行良好结合，也可以填平GaN成核层21的表面上存在的部分凹陷，得到的SiN子层221的表面平整度相对较好。SiN子层221上层叠的InN子层222性质较为稳定，在SiN子层221上生长时，不易由于高温而出现分解的情况，保证InN子层222生长完毕时，InN子层222整体表面较为均匀，InN子层222的表面因高温分解而出现凹陷的情况较少。且InN子层222的晶体密度较小，InN子层222的内部在高温下具有一定的调整空间，因分解出现的凹陷也较小，可以提高InN子层222的表面的平整度。而在InN子层222上的AlGaN子层223中，Al原子粘附性高，相对Ga原子可以先吸附在InN子层222上进行生长，Ga原子后续吸附在Al原子上形成AlGaN子层223，AlGaN子层223可以形成Ga原子占据较大面积的Ga性表面，Ga原子占据较大面积的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括衬底(1)及生长在所述衬底(1)上的外延层(2)，所述外延层(2)包括在所述衬底(1)上依次层叠的GaN成核层(21)、插入层(22)、GaN填平层(23)、n型GaN层(24)、发光层(25)及p型GaN层(26)，/n所述插入层(22)包括依次层叠在所述GaN成核层(21)上的SiN子层(221)、InN子层(222)与AlGaN子层(223)。/n

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括衬底(1)及生长在所述衬底(1)上的外延层(2)，所述外延层(2)包括在所述衬底(1)上依次层叠的GaN成核层(21)、插入层(22)、GaN填平层(23)、n型GaN层(24)、发光层(25)及p型GaN层(26)，
所述插入层(22)包括依次层叠在所述GaN成核层(21)上的SiN子层(221)、InN子层(222)与AlGaN子层(223)。


2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述GaN成核层(21)包括多个GaN岛状结构(211)，所述多个GaN岛状结构(211)间隔设置在所述衬底(1)上，所述SiN子层(221)、所述InN子层(222)与所述AlGaN子层(223)依次层叠在所述GaN岛状结构(211)上，且所述SiN子层(221)远离所述衬底(1)的表面、所述InN子层(222)远离所述衬底(1)的表面、所述AlGaN子层(223)远离所述衬底(1)的表面均具有凹陷。


3.根据权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述GaN填平层(23)远离所述衬底(1)的表面平行于所述衬底(1)的表面。


4.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiN子层(221)的厚度为20～30nm。


5.根据权利要求1～3任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：从颖，姚振，胡加辉，
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