具有复合过渡层的发光二极管外延片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了具有复合过渡层的发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管制作领域。复合过渡层中SiO2子层层叠在n型GaN层上，SiO2子层本身材料的热膨胀系数小，减小对多量子阱层的影响。保证多量子阱层的发光质量。SiO2子层在衬底的表面的正投影呈网状，SiO2子层阻挡部分的位错。AlGaN子层生长时，两个方向生长所产生的位错可以相互湮灭，AlGaN子层内的缺陷较少，保证多量子阱层的质量的同时有效阻隔了位错延伸至多量子阱层内。多量子阱层的晶体质量得到提高，可以减小非辐射复合，提高发光二极管的发光效率。发光二极管的发光效率。发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
具有复合过渡层的发光二极管外延片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管制作领域，特别涉及具有复合过渡层的发光二极管外延片及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]发光二极管外延片则是用于制备发光二极管的基础结构，发光二极管外延片包括衬底与依次层叠在衬底上的GaN缓冲层、n型GaN层、多量子阱层与p型GaN层。GaN缓冲层可以一定程度上缓解n型GaN层与衬底之间存在的晶格失配，以提高得到的n型GaN层及n型GaN层上生长的多量子阱层的晶体质量。
[0004]然而GaN缓冲层本身缓解晶格失配的作用有限，并且GaN缓冲层本身在生长过程中也会积累较多的热应力，GaN缓冲层内的应力与缺陷的存在会延伸到多量子阱层内，影响多量子阱层的发光效率，最终得到的发光二极管的发光效率不高。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了具有复合过渡层的发光二极管外延片及其制备方法，能够提高发光二极管外延片的晶体质量以提高发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
[0006]本公开实施例提供了一种具有复合过渡层的发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底与依次层叠在所述衬底上的GaN缓冲层、n型GaN层、复合过渡层、多量子阱层与p型GaN层，
[0007]所述复合过渡层包括依次层叠的SiO2子层与AlGaN子层，所述SiO2子层在所述衬底的表面的正投影呈网状。
[0008]可选地，所述SiO2子层的厚度为15～100nm。
[0009]可选地，所述SiO2子层包括多个相互平行的第一条状部分与多个相互平行的第二条状部分，每个所述第一条状部分均与多个所述第二条状部分相交，所述第一条状部分的宽度与所述第二条状部分的宽度相等。
[0010]可选地，所述SiO2子层在所述衬底的表面的正投影所对应的网孔的面积为6
‑
35um。
[0011]可选地，所述AlGaN子层的厚度为5
‑
80nm。
[0012]可选地，所述AlGaN子层中Al的摩尔掺杂量为1％
‑
6％。
[0013]本公开实施例提供了一种具有复合过渡层的发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：
[0014]提供一衬底；
[0015]在所述衬底上生长GaN缓冲层；
[0016]在所述GaN缓冲层上生长n型GaN层；
[0017]在所述n型GaN层上生长复合过渡层，所述复合过渡层包括依次层叠的SiO2子层与AlGaN子层，所述SiO2子层在所述衬底的表面的正投影呈网状；
[0018]在所述复合过渡层上生长多量子阱层；
[0019]在所述多量子阱层上生长p型GaN层。
[0020]可选地，所述制备方法包括，包括：
[0021]所述GaN缓冲层与所述n型GaN层采用氢化物气相外延设备进行生长；
[0022]所述AlGaN子层、所述多量子阱层与所述p型GaN层采用化学气相沉积设备进行生长。
[0023]可选地，所述AlGaN子层在氮气与氨气的气氛环境下生长，所述AlGaN子层生长时的氨气的体积为反应腔内气体的总体积的20％
‑
40％。
[0024]可选地，所述多量子阱层包括交替层叠的InGaN阱层与GaN垒层，
[0025]所述AlGaN子层生长时的氨气的体积，为所述InGaN阱层生长时的氨气的体积的50％～80％。
[0026]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0027]在n型GaN层与多量子阱层之间增加复合过渡层，复合过渡层中SiO2子层层叠在n型GaN层上，SiO2子层本身材料的热膨胀系数小，在生长过程中会积累的热应力少，产生的热应力小，可以减小对多量子阱层的影响。保证多量子阱层的发光质量。SiO2子层在衬底的表面的正投影呈网状，SiO2子层可以阻挡一部分的位错，减小延伸至多量子阱层的位错与缺陷，AlGaN子层可以在AlGaN子层的网孔内的n型GaN层的表面进行生长并过渡到多量子阱层，保证多量子阱层的成形质量。并且SiO2子层不吸附有机金属源，因此AlGaN子层生长时，是先在n型GaN层的表面纵向生长，AlGaN子层在即使覆盖SiO2子层时则横向生长，两个方向生长所产生的位错可以相互湮灭，AlGaN子层内的缺陷较少，保证多量子阱层的质量的同时有效阻隔了位错延伸至多量子阱层内。多量子阱层的晶体质量得到提高，可以减小非辐射复合，提高发光二极管的发光效率。
附图说明
[0028]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。
[0029]图1是本公开实施例提供的一种具有复合过渡层的发光二极管外延片的结构示意图；
[0030]图2是本公开实施例提供的SiO2子层的俯视图；
[0031]图3是本公开实施例提供的另一种具有复合过渡层的发光二极管外延片的结构示意图；
[0032]图4是本公开实施例提供的一种具有复合过渡层的发光二极管外延片的制备方法流程图；
[0033]图5是本公开实施例提供的另一种具有复合过渡层的发光二极管外延片的制备方
法流程图。
具体实施方式
[0034]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公开实施方式作进一步地详细描述。
[0035]图1是本公开实施例提供的一种具有复合过渡层的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具有复合过渡层4的发光二极管外延片，发光二极管外延片包括衬底1与依次层叠在衬底1上的GaN缓冲层2、n型GaN层3、复合过渡层4、多量子阱层5与p型GaN层6。
[0036]复合过渡层4包括依次层叠的SiO2子层41与AlGaN子层42，SiO2子层41在衬底1的表面的正投影呈网状。
[0037]在n型GaN层3与多量子阱层5之间增加复合过渡层4，复合过渡层4中SiO2子层41层叠在n型GaN层3上，SiO2子层41本身材料的热膨胀系数小，在生长过程中会积累的热应力少，产生的热应力小，可以减小对多量子阱层5的影响。保证多量子阱层5的发光质量。SiO2子层41在衬底1的表面的正投影呈网状，SiO2子层41可以阻挡一部分的位错，减小延伸至多量子阱层5的位错与缺陷，AlGaN子层42可以在AlGaN子层42的网孔内的n型GaN层3的表面进行生长并过渡到多量子阱层5，保证多量子阱层5的成形质量。并且SiO2子层41不吸附有机金属源，因此AlGaN子层42生长时，是先在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括衬底与依次层叠在所述衬底上的GaN缓冲层、n型GaN层、复合过渡层、多量子阱层与p型GaN层，所述复合过渡层包括依次层叠的SiO2子层与AlGaN子层，所述SiO2子层在所述衬底的表面的正投影呈网状。2.根据权利要求1所述的具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiO2子层的厚度为15～100nm。3.根据权利要求1所述的具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiO2子层包括多个相互平行的第一条状部分与多个相互平行的第二条状部分，每个所述第一条状部分均与多个所述第二条状部分相交，所述第一条状部分的宽度与所述第二条状部分的宽度相等。4.根据权利要求1～3任一项所述的具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiO2子层在所述衬底的表面的正投影所对应的网孔的面积为6
‑
35um。5.根据权利要求1～3任一项所述的具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN子层的厚度为5
‑
80nm。6.根据权利要求4所述的具有复合过渡层的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN子层中A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群，郭炳磊，葛永晖，王江波，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：