一种外延片、外延片制备方法以及发光二极管技术

本发明专利技术提供一种外延片、外延片制备方法以及发光二极管，所述外延片包括多量子阱层，所述多量子阱层包括周期性交替层叠的量子阱层和量子垒层；其中，所述量子阱层包括依次层叠设置的第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层，所述量子垒层包括周期性层叠在所述第三量子阱子层上的第一量子垒子层和第二量子垒子层，所述第一量子阱子层、所述第三量子阱子层以及所述第二量子垒子层均采用TMGa源进行生长，所述第二量子阱子层采用TEGa源进行生长和所述第一量子垒子层均采用TEGa源进行生长。本发明专利技术解决了现有技术中的外延片载流子迁移率低的问题。载流子迁移率低的问题。载流子迁移率低的问题。

Epitaxial sheet, epitaxial sheet preparation method and light emitting diode

【技术实现步骤摘要】
一种外延片、外延片制备方法以及发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种外延片、外延片制备方法以及发光二极管。

技术介绍

[0002]过去十年中，AlGaN材料因其在紫外光电器件中的巨大应用潜力而备受关注，紫外LED具有光子能量高、波长短、体积小、功耗低、寿命长、环境友好等特点，在高显色指数白光照明、高密度光学数据储存、传感器、平版印刷、空气净化环保等领域具有广泛的应用。
[0003]然而，AlGaN基紫外LED的研制面临的许多的技术困难，例如在Ga源得选择上，AlGaN基紫外LED多量子阱中的量子阱和量子垒通常采用三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)作为金属有机源。当采用TMGa作为金属有机源时，生长速率相对较快，解吸附效应比较小，得到AlGaN的表面平整度相对较好，但TMGa的C杂质浓度比较高；当采用TEGa作为金属有机源时，生长速率相对较慢，解吸附效应比较大，得到AlGaN的表面平整度较差，但TEGa的C杂质浓度比较低。
[0004]现有技术中，由于AlGaN的生长需要较高的温度，使用TEGa作为金属有机源表面原子解吸附效应较大，因此，通常采用TMGa作为AlGaN生长的金属有机源。然而，TMGa作为金属有机源时，C杂质浓度又比较高，导致外延片的载流子迁移率低的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种外延片、外延片制备方法以及发光二极管，旨在解决现有技术中的外延片的载流子迁移率低的问题。
[0006]本专利技术实施例是这样实现的：
[0007]一种外延片，包括多量子阱层，所述多量子阱层包括周期性交替层叠的量子阱层和量子垒层；
[0008]其中，所述量子阱层包括依次层叠设置的第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层，所述量子垒层包括周期性层叠在所述第三量子阱子层上的第一量子垒子层和第二量子垒子层，所述第一量子阱子层、所述第三量子阱子层以及所述第二量子垒子层均采用TMGa源进行生长，所述第二量子阱子层和所述第一量子垒子层均采用TEGa源进行生长。
[0009]根据上述技术方案的一方面，所述第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层均为Al
x
Ga1‑
x
N层，其中，0<x<0.2。
[0010]根据上述技术方案的一方面，所述第一量子垒子层和第二量子垒子层均为Al
y
Ga1‑
y
N层，其中，0.3<y<0.8。
[0011]根据上述技术方案的一方面，所述第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层的厚度均为1～2nm。
[0012]根据上述技术方案的一方面，所述第一量子垒子层与所述第二量子垒子层的厚度
均为2～4nm。
[0013]根据上述技术方案的一方面，所述外延片还包括衬底、缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、电子阻挡层、P型掺杂GaN层以及接触层；
[0014]所述缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型掺杂GaN层以及接触层依次层叠于所述衬底上。
[0015]本专利技术的另一个目的在于提供一种外延片制备方法，用于制备上述任一项所述的外延片，所述外延片制备方法包括：
[0016]提供衬底；
[0017]在所述衬底上依次外延生长缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型掺杂AlGaN层；
[0018]在所述N型掺杂AlGaN层上依次交替层叠预设周期个量子阱层和量子垒层以形成所述多量子阱层；
[0019]在最后一个所述量子垒层上依次层叠电子阻挡层、P型掺杂GaN层以及接触层；
[0020]其中，依次生长第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层以形成所述量子阱层，在所述第三量子阱子层依次交替层叠预设周期个第一量子垒子层和第二量子垒子层以形成所述量子垒层。
[0021]根据上述技术方案的一方面，所述依次生长第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层以形成所述量子阱层，在所述第三量子阱子层依次交替层叠预设周期个第一量子垒子层和第二量子垒子层以形成所述量子垒层的步骤包括：
[0022]先通入TMGa源生长第一量子阱子层，然后停止TMGa源的通入并继续通入TEGa源以在所述第一量子阱子层上生长第二量子阱子层，接着停止TEGa源的通入并继续通入TMGa源以在所述第二量子阱子层生长第三量子阱子层，随后停止TMGa源的通入并继续通入TEGa源以在所述第三量子阱子层上生长第一量子垒子层，最后停止TEGa源的通入并继续通入TMGa源以在所述第一量子垒子层上生长第二量子垒子层。
[0023]根据上述技术方案的一方面，所述第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层的生长温度均为1000℃
‑
1100℃，生长压力均为40Torr～80Torr，所述第一量子垒子层和第二量子垒子层的生长温度均为1000℃
‑
1200℃，生长压力均为40Torr到70Torr。
[0024]本专利技术的另一个目的在于提供一种发光二极管，包括上述任一项所述的外延片。
[0025]与现有技术相比，本专利技术通过将多量子阱层中的量子阱层由第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层三个子层组成，三个子层生长采用的Ga源依次为TMGa/TEGa/TMGa，而量子垒层设置成多周期循环交替第一量子垒子层、第二量子垒子层，其中，生长采用的Ga源为多周期循环交替的TEGa/TMGa，在量子阱层中间插入TEGa作为Ga源生长，虽然TEGa生长时的解吸附效应比较大，但用TMGa作为Ga源生长覆盖，在不影响量子阱层表面的平整度的前提下，还可以降低量子阱层的平均C杂质浓度；多量子阱层中的量子垒层，同样TEGa生长完，用TMGa生长覆盖，在保证量子垒层表面的平整度的前提下，还可以降低量子垒层的平均C杂质浓度，从而最终提高载流子在多量子阱中的迁移率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术第一实施例当中提出的外延片的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术第一实施例当中提出的外延片中的量子阱层的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术第一实施例当中提出的外延片中的量子垒层的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术第二实施例当中提出的外延片制备方法的流程图。
[0030]主要原件符号说明：
[0031]衬底10；缓冲层20；未掺杂的AlGaN层30；N型掺杂AlGaN层40；多量子阱层50；量子阱层51；第一量子阱子层510；第二量子阱子层511；第三量子阱子层512；量子垒层52；第一量子垒层520；第二量子垒子层521；电子阻挡层60；P型掺杂GaN层70；接触层80。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延片，包括多量子阱层，其特征在于，所述多量子阱层包括周期性交替层叠的量子阱层和量子垒层；其中，所述量子阱层包括依次层叠设置的第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层，所述量子垒层包括周期性层叠在所述第三量子阱子层上的第一量子垒子层和第二量子垒子层，所述第一量子阱子层、所述第三量子阱子层以及所述第二量子垒子层均采用TMGa源进行生长，所述第二量子阱子层和所述第一量子垒子层均采用TEGa源进行生长。2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层均为Al
x
Ga1‑
x
N层，其中，0<x<0.2。3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一量子垒子层和第二量子垒子层均为Al
y
Ga1‑
y
N层，其中，0.3<y<0.8。4.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一量子阱子层、第二量子阱子层以及第三量子阱子层的厚度均为1～2nm。5.根据权利要求4所述的外延片，其特征在于，所述第一量子垒子层与所述第二量子垒子层的厚度均为2～4nm。6.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述外延片还包括衬底、缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、电子阻挡层、P型掺杂GaN层以及接触层；所述缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型掺杂GaN层以及接触层依次层叠于所述衬底上。7.一种外延片制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至6中任一项所述的外延片，所述外延片制备方法包括：提供衬底；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春杨，胡加辉，吕蒙普，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：