一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。其中，发光二极管外延片包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、U

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。

技术介绍

[0002]发光二极管中，由P型层提供空穴，N型层提供电子，当发光二极管两端外加电场时，N型层中的电子向P型层方向迁移，P型层中的空穴向N型层方向迁移，两者在多量子阱层中汇合，从而实现发光。但由于空穴迁移率低，电子移动速度过快，导致电子空穴的复合几率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，其可有效降低电子的迁移速度，提升电子空穴的复合几率，进而提升发光二极管的光效。
[0004]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其光效高。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；所述N
‑
GaN层与所述多量子阱层之间设有电子调制层；所述电子调制层包括依次设于所述N
‑
GaN层上的第一超晶格层、N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层和In
b
Ga1‑
b
N层，所述第一超晶格层包括第一预设周期个交替层叠的Si
c
N1‑
c
层和第一GaN层；其中，a为0.1
‑
0.2，b为0.1
‑
0.2，c为0.1
‑
0.3。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述第一超晶格层中，单个Si
c
N1‑
c
层的厚度为1
‑
3nm，单个第一GaN层的厚度为3
‑
5nm，所述第一超晶格层的第一预设周期为10
‑
20。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层的厚度为20
‑
50nm，所述In
b
Ga1‑
b
N层的厚度为10
‑
20nm。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层中Si的掺杂浓度为1
×
10
16
‑1×
10
17
cm
‑3，所述N
‑
GaN层中Si的掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
cm
‑3。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述电子阻挡层与所述P
‑
GaN层之间设有空穴调制层，所述空穴调制层包括依次设于所述电子阻挡层上的第二超晶格层、P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层和In
y
Ga1‑
y
N层，所述第二超晶格层包括第二预设周期个交替层叠的Mg
z
N1‑
z
层和第二GaN层；其中，x为0.1
‑
0.2，y为0.1
‑
0.2，z为0.1
‑
0.3。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述In
y
Ga1‑
y
N层呈氮极性。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述第二超晶格层中，单个Mg
z
N1‑
z
层的厚度为1
‑
3nm，单个第二GaN层的厚度为3
‑
5nm，所述第二超晶格层中的第二预设周期为10
‑
20。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层的厚度为5
‑
10nm，所述In
y
Ga1‑
y
N层的厚度为5
‑
10nm。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层中Mg的掺杂浓度为1
×
10
17
‑1×
10
18
cm
‑3，所述P
‑
GaN层中Mg的掺杂浓度为5
×
10
19
‑1×
10
20
cm
‑3。
[0014]相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：（1）提供衬底；（2）在所述衬底上依次生长缓冲层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、电子调制层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；所述电子调制层包括依次设于所述N
‑
GaN层上的第一超晶格层、N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层和In
b
Ga1‑
b
N层，所述第一超晶格层包括第一预设周期个交替层叠的Si
c
N1‑
c
层和第一GaN层；其中，a为0.1
‑
0.2，b为0.1
‑
0.2，c为0.1
‑
0.3。
[0015]作为上述技术方案的改进，所述第一超晶格层生长时石墨基座的转动速度大于所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层生长时石墨基座的转动速度，所述第一超晶格层的生长温度大于所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层的生长温度；所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层生长时石墨基座的转动速度大于所述In
b
Ga1‑
b
N层生长时石墨基座的转动速度，所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层的生长温度大于所述In
b
Ga1‑
b
N层的生长温度。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述第一超晶格层的生长温度为1100
‑
1200℃，生长时石墨基座的转速为900
‑
1200rpm；所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层的生长温度为900
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；其特征在于，所述N
‑
GaN层与所述多量子阱层之间设有电子调制层；所述电子调制层包括依次设于所述N
‑
GaN层上的第一超晶格层、N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层和In
b
Ga1‑
b
N层，所述第一超晶格层包括第一预设周期个交替层叠的Si
c
N1‑
c
层和第一GaN层；其中，a为0.1
‑
0.2，b为0.1
‑
0.2，c为0.1
‑
0.3。2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一超晶格层中，单个Si
c
N1‑
c
层的厚度为1
‑
3nm，单个第一GaN层的厚度为3
‑
5nm，所述第一超晶格层的第一预设周期为10
‑
20。3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层的厚度为20
‑
50nm，所述In
b
Ga1‑
b
N层的厚度为10
‑
20nm。4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N
‑
Al
a
Ga1‑
a
N层中Si的掺杂浓度为1
×
10
16
‑1×
10
17
cm
‑3，所述N
‑
GaN层中Si的掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
cm
‑3。5.如权利要求1~4任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述电子阻挡层与所述P
‑
GaN层之间设有空穴调制层，所述空穴调制层包括依次设于所述电子阻挡层上的第二超晶格层、P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层和In
y
Ga1‑
y
N层，所述第二超晶格层包括第二预设周期个交替层叠的Mg
z
N1‑
z
层和第二GaN层；其中，x为0.1
‑
0.2，y为0.1
‑
0.2，z为0.1
‑
0.3。6.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述In
y
Ga1‑
y
N层呈氮极性。7.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第二超晶格层中，单个Mg
z
N1‑
z
层的厚度为1
‑
3nm，单个第二GaN层的厚度为3
‑
5nm，所述第二超晶格层中的第二预设周期为10
‑
20。8.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层的厚度为5
‑
10nm，所述In
y
Ga1‑
y
N层的厚度为5
‑
10nm。9.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P
‑
Al
x
Ga1‑
x
N层中Mg的掺杂浓度为1
×
10
17
‑1×
10
18
cm
‑3，所述P
‑
GaN层中Mg的掺杂浓度为5
×
10
19
‑1×
10
20
cm
‑3。10.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1
‑
9任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：（1）提供衬底；（2）在所述衬底上依次生长缓冲层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、电子调制层、多量子阱层、电子阻挡层和P
‑
GaN层；所述电子调制层包括依次设于所述N
‑
G...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，印从飞，程金连，胡加辉，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：