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。发光层设置包括第一复合层与第二复合层。第一复合层中第一GaN垒层轻微阻挡电子，减缓电子迁移速度。厚度较大的第一InGaN阱层提供电子较多的迁移空间并积累电子，减少迁移到第二复合层并进行复合的电子，使得迁移速度较慢的空穴有足够的空间迁移至包括多个交替层叠的第二InGaN阱层与第三GaN垒层第二复合层与第一复合层进行复合。第二GaN垒层的厚度小于第三GaN垒层的厚度，更多的空穴可以进入靠近n型GaN层的第一复合层内与较多的电子复合发光，电子与空穴不是集中在发光层靠近p型GaN层的边缘进行发光，可以提高外延片的发光均匀度。

【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。发光层通常包括交替层叠的InGaN阱层和GaN垒层，在电流作用下，n型GaN层中的电子与p型GaN层中的空穴均会迁移进入InGaN阱层进行复合发光。由于电子的迁移速度比空穴的迁移速度快很多，因此来自n型GaN层的电子迁移到发光层中靠近p型GaN层的边缘时，来自p型GaN层的电子可能刚迁移至发光层中。导致发光二极管中，电子与空穴主要集中在发光层靠近p型GaN层的一边进行发光，发光二极管的发光均匀度较差。
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，可以提高发光二极管的发光均匀度。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n型GaN层、发光层及p型GaN层，所述发光层包括依次层叠在所述n型GaN层上的第一复合层与第二复合层，所述第一复合层包括依次层叠在所述n型GaN层上的第一GaN垒层、第一InGaN阱层与第二GaN垒层，所述第二复合层包括多个交替层叠的第二InGaN阱层与第三GaN垒层，所述第一GaN垒层的厚度小于所述第三GaN垒层的厚度，所述第一InGaN阱层的厚度大于所述第二InGaN阱层的厚度，所述第二GaN垒层的厚度大于或等于第二InGaN阱层的厚度，且所述第二GaN垒层的厚度小于所述第三GaN垒层的厚度。可选地，所述第一GaN垒层的厚度小于所述第一InGaN阱层的厚度。可选地，所述第一InGaN阱层的厚度小于所述第三GaN垒层的厚度。可选地，所述第一GaN垒层的厚度为1～2.5nm，所述第一InGaN阱层的厚度为4～5.5nm，所述第二GaN垒层的厚度为4.5～6nm。可选地，在由所述n型GaN层指向所述p型GaN层的方向上，所述第一InGaN阱层中的In的含量降低。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n型GaN层；在所述n型GaN层上生长发光层，所述发光层包括依次层叠在所述n型GaN层上的第一复合层与第二复合层，所述第一复合层包括依次层叠在所述n型GaN层上的第一GaN垒层、第一InGaN阱层与第二GaN垒层，所述第二复合层包括多个交替层叠的第二InGaN阱层与第三GaN垒层，所述第一GaN垒层的厚度小于所述第三GaN垒层的厚度，所述第一InGaN阱层的厚度大于所述第二InGaN阱层的厚度，所述第二GaN垒层的厚度大于或等于第二InGaN阱层的厚度，且所述第二GaN垒层的厚度小于所述第三GaN垒层的厚度；在所述发光层上生长p型GaN层。可选地，在所述第一GaN垒层上生长所述第一InGaN阱层时，将所述第一InGaN阱层的生长时间，按照时间顺序划分为通入In源时间与停止通入In源时间，在所述通入In源时间内，向反应腔内持续通入In源，在所述停止通入In源时间内，停止向所述反应腔内通入In源。可选地，所述第一InGaN阱层的生长时间为2～4min。可选地，所述停止通入In源时间为10～40s。可选地，所述停止通入In源时间与所述第一InGaN阱层的生长时间的比值小于或等于1/10。本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：将外延片的外延片中的发光层设置为包括依次层叠在n型GaN层上的第一复合层与第二复合层。第一复合层包括依次层叠在n型GaN层上的第一GaN垒层、第一InGaN阱层与第二GaN垒层，第二复合层包括多个交替层叠的第二InGaN阱层与第三GaN垒层。第一GaN垒层的厚度小于第三GaN垒层的厚度，厚度较小的第一GaN垒层可以起到轻微的阻挡电子的作用，使得电子相对均匀地进入第一InGaN阱层中，同时厚度较小的第一GaN垒层对电子的阻挡作用较弱，大部分电子都会进入第一InGaN阱层中。第一InGaN阱层的厚度大于第二InGaN阱层的厚度，厚度较大的第一InGaN阱层能够提供电子较多的迁移空间，并且积累较多的电子，减少迁移到第二复合层并进行复合的电子，使得迁移速度较慢的空穴有足够的空间迁移至第二复合层与第一复合层进行复合。大部分电子被限制在第一InGaN阱层中，层叠在第一InGaN阱层上的第二GaN垒层的厚度大于或等于第二InGaN阱层的厚度，且第二GaN垒层的厚度小于第三GaN垒层的厚度，削弱第二GaN垒层对空穴的阻挡作用，空穴更容易越过第二GaN垒层进入第一InGaN阱层中进行复合发光。更多的空穴可以进入靠近n型GaN层的第一复合层内与较多的电子复合发光，电子与空穴不是集中在发光层靠近p型GaN层的边缘进行发光，可以提高外延片的发光均匀度。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n型GaN层21、发光层22及p型GaN层23。发光层22包括依次层叠在n型GaN层21上的第一复合层221与第二复合层222，第一复合层221包括依次层叠在n型GaN层21上的第一GaN垒层2211、第一InGaN阱层2212与第二GaN垒层2213，第二复合层222包括多个交替层叠的第二InGaN阱层2221与第三GaN垒层2222。第一GaN垒层2211的厚度小于第三GaN垒层2222的厚度，第一InGaN阱层2212的厚度大于第二InGaN阱层2221的厚度，第二GaN垒层2213的厚度大于或等于第二InGaN阱层2221的厚度，且第二GaN垒层2213的厚度小于第三GaN垒层2222的厚度。将外延片的外延片中的发光层22设置为包括依次层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管外延片，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n型GaN层(21)、发光层(22)及p型GaN层(23)，/n其特征在于，所述发光层(22)包括依次层叠在所述n型GaN层(21)上的第一复合层(221)与第二复合层(222)，所述第一复合层(221)包括依次层叠在所述n型GaN层(21)上的第一GaN垒层(2211)、第一InGaN阱层(2212)与第二GaN垒层(2213)，所述第二复合层(222)包括多个交替层叠的第二InGaN阱层(2221)与第三GaN垒层(2222)，/n所述第一GaN垒层(2211)的厚度小于所述第三GaN垒层(2222)的厚度，所述第一InGaN阱层(2212)的厚度大于所述第二InGaN阱层(2221)的厚度，所述第二GaN垒层(2213)的厚度大于或等于第二InGaN阱层(2221)的厚度，且所述第二GaN垒层(2213)的厚度小于所述第三GaN垒层(2222)的厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，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n型GaN层(21)、发光层(22)及p型GaN层(23)，
其特征在于，所述发光层(22)包括依次层叠在所述n型GaN层(21)上的第一复合层(221)与第二复合层(222)，所述第一复合层(221)包括依次层叠在所述n型GaN层(21)上的第一GaN垒层(2211)、第一InGaN阱层(2212)与第二GaN垒层(2213)，所述第二复合层(222)包括多个交替层叠的第二InGaN阱层(2221)与第三GaN垒层(2222)，
所述第一GaN垒层(2211)的厚度小于所述第三GaN垒层(2222)的厚度，所述第一InGaN阱层(2212)的厚度大于所述第二InGaN阱层(2221)的厚度，所述第二GaN垒层(2213)的厚度大于或等于第二InGaN阱层(2221)的厚度，且所述第二GaN垒层(2213)的厚度小于所述第三GaN垒层(2222)的厚度。


2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一GaN垒层(2211)的厚度小于所述第一InGaN阱层(2212)的厚度。


3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一InGaN阱层(2212)的厚度小于所述第三GaN垒层(2222)的厚度。


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，所述第一GaN垒层(2211)的厚度为1～2.5nm，所述第一InGaN阱层(2212)的厚度为4～5.5nm，所述第二GaN垒层(2213)的厚度为4.5～6nm。


5.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，在由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚振，从颖，董彬忠，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