【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，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
1、发光二极管(led)已经被广泛应用于指示、显示、背光、投射等领域。相对于其它的材料体系，无论是在效率上还是在可靠性上，gan基led都有着明显的优势。
2、其中，紫外发光二极管主要采用alingan作为生长材料，基本结构包含alingan缓冲层、alingan非掺层、n型alingan层、alingan多量子阱层、alingan电子阻挡层以及p型alingan层。由于电子相比空穴具有更高的迁移率和更小的有效质量，同时电子较容易激活且具有更高的浓度，导致注入到多量子阱层中的电子空穴浓度极其不匹配，靠近n型半导体层的量子阱几乎不发光，而电子可以轻易的注入到多量子阱层甚至进入到p型半导体层造成电子泄漏。而且，因为在alingan材料体系中mg的离化率偏低，导致p型半导体材料中空穴浓度普遍较低，发光二极管获取高质量高空穴浓度的p型材料十分困难。此外，电子阻挡层在阻挡电子注入p型层发光的同时，还会阻挡空穴注入有源区，导致有源区空穴浓度低，加重有源区电子空穴浓度不匹配的问题。
技术实现思路
1、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，提高p型半导体材料的空穴注入效率，改善多量子阱发光层中的电子空穴匹配度，从而提高led器件的发光效率。
2、本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种发光二极管外延片的制备方法，制得的发光二极管的发光效率高。
3、为
4、作为上述技术方案的改进，所述第一algan层的al组分占比为0.4~0.8，厚度为2nm~20nm；
5、所述第一aln层的厚度为2nm~20nm；
6、所述第一alingan层的al组分占比为0.4~0.8，in组分占比为0.02~0.05，厚度为5nm~30nm，mg掺杂浓度为2×1018cm-3~1.2×1019cm-3；
7、所述第二aln层的厚度为2nm~20nm；
8、所述第二algan层的al组分占比为0.4~0.8，厚度为2nm~20nm。
9、作为上述技术方案的改进，所述第二电子阻挡层包括周期性交替生长的第三algan层和第一ingan层，周期数为3~15；所述第三algan层的al组分占比为0.3~0.8，厚度为3nm~10nm；所述第一ingan层的in组分占比为0.03~0.09，厚度为3nm~10nm，mg掺杂浓度为3.6×1018cm-3~2.8×1019cm-3。
10、作为上述技术方案的改进，所述第一p型半导体层为第二alingan层，al组分占比为0.01~0.3，in组分占比为0.01~0.1，厚度为10nm~200nm，mg掺杂浓度为1.2×1019cm-3~3×1020cm-3；
11、所述第一p型半导体层的al组分占比和mg掺杂浓度沿外延生长方向逐渐降低。
12、作为上述技术方案的改进，所述第二p型半导体层材料为第一gan层，厚度为5nm~100nm，mg掺杂浓度为1×1019cm-3~8.6×1019cm-3；mg掺杂浓度沿外延生长方向逐渐降低。
13、作为上述技术方案的改进，p型欧姆接触层为第三alingan层，al组分占比为0.01~0.2，in组分占比为0.01~0.2，厚度为1nm~20nm，mg掺杂浓度为3×1019cm-3~8×1020cm-3；in组分占比沿外延生长方向逐渐升高。
14、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，包括以下步骤：
15、提供一衬底，在所述衬底上依次生长n型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、第一电子阻挡层、第一p型半导体层、第二电子阻挡层、第二p型半导体层和p型欧姆接触层；所述第一电子阻挡层包括依次层叠的第一algan层、第一aln层、第一alingan层、第二aln层和第二algan层；所述第二电子阻挡层为algan/ingan超晶格结构；所述第一p型半导体层和第二p型半导体层的材料均为p型gan基材料。
16、作为上述技术方案的改进，所述第一电子阻挡层的生长温度为800℃~900℃，生长压力为20torr~300torr；
17、所述第一p型半导体层的生长温度为720℃~850℃，生长压力为30torr~500torr；
18、所述第二电子阻挡层的生长温度为900℃~1050℃，压力为20torr~300torr；
19、所述第二p型半导体层的生长温度为900℃~1050℃，压力为30torr~500torr。
20、作为上述技术方案的改进，所述p型欧姆接触层的生长温度为850℃~950℃，生长压力为30torr~500torr。
21、相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管，包括上述的发光二极管外延片。
22、实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
23、本专利技术提供的发光二极管的结构包括第一电子阻挡层、第一p型半导体层、第二电子阻挡层、第二p型半导体层和p型欧姆接触层。第一电子阻挡层、第二电子阻挡层中宽禁带的aln、algan材料主要起到阻挡电子并降低电子移动速率的作用，防止电子注入到p型材料造成电子泄漏，而第一电子阻挡层、第二电子阻挡层中低禁带宽度的alingan、ingan材料可以储存部分空穴，同时还可以减弱对空穴的阻挡作用，以提高p型材料的空穴注入效率，从而改善多量子阱发光层中的电子空穴匹配度，以提高led的发光效率。
24、另外，靠近多量子阱发光层的第一电子阻挡层和第一p型半导体层优选相对偏低的生长温度，防止高温生长破坏量子阱质量，而远离多量子阱发光层的第二电子阻挡层和第二p型半导体层采用高温生长模式，提高原子迁移率，有利于半导体材料中v坑的合并，从而提高外延质量。
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1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底及依次沉积在所述衬底上的N型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、第一电子阻挡层、第一P型半导体层、第二电子阻挡层、第二P型半导体层和P型欧姆接触层；所述第一电子阻挡层包括依次层叠的第一AlGaN层、第一AlN层、第一AlInGaN层、第二AlN层和第二AlGaN层；所述第二电子阻挡层为AlGaN/InGaN超晶格结构；所述第一P型半导体层和第二P型半导体层的材料均为P型GaN基材料。
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AlGaN层的Al组分占比为0.4~0.8，厚度为2nm~20nm；
3.如权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第二电子阻挡层包括周期性交替生长的第三AlGaN层和第一InGaN层，周期数为3~15；所述第三AlGaN层的Al组分占比为0.3~0.8，厚度为3nm~10nm；所述第一InGaN层的In组分占比为0.03~0.09，厚度为3nm~10nm，Mg掺杂浓度为3.6×1018cm-3~2.8×1019cm-3。
4.如权利要求1所述
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第二P型半导体层为第一GaN层，厚度为5nm~100nm，Mg掺杂浓度为1×1019cm-3~8.6×1019cm-3；
6.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，P型欧姆接触层为第三AlInGaN层，Al组分占比为0.01~0.2，In组分占比为0.01~0.2，厚度为1nm~20nm，Mg掺杂浓度为3×1019cm-3~8×1020cm-3；
7.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1~6任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述第一电子阻挡层的生长温度为800℃~900℃，生长压力为20Torr~300Torr；
9.如权利要求7所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述P型欧姆接触层的生长温度为850℃~950℃，生长压力为30Torr~500Torr。
10.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括如权利要求1~6中任一项所述的发光二极管外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底及依次沉积在所述衬底上的n型半导体层、低温应力释放层、多量子阱发光层、第一电子阻挡层、第一p型半导体层、第二电子阻挡层、第二p型半导体层和p型欧姆接触层；所述第一电子阻挡层包括依次层叠的第一algan层、第一aln层、第一alingan层、第二aln层和第二algan层；所述第二电子阻挡层为algan/ingan超晶格结构；所述第一p型半导体层和第二p型半导体层的材料均为p型gan基材料。
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algan层的al组分占比为0.4~0.8，厚度为2nm~20nm；
3.如权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第二电子阻挡层包括周期性交替生长的第三algan层和第一ingan层，周期数为3~15；所述第三algan层的al组分占比为0.3~0.8，厚度为3nm~10nm；所述第一ingan层的in组分占比为0.03~0.09，厚度为3nm~10nm，mg掺杂浓度为3.6×1018cm-3~2.8×1019cm-3。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一p型半导体层为第二alingan层，al组分占比为0.01~0.3，in组分占比为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：舒俊，程龙，高虹，郑文杰，印从飞，张彩霞，刘春杨，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：
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