【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种绿光micro-led外延片及其制备方法、绿光micro-led。
技术介绍
1、微米级尺寸的led芯片(micro-led)具有响应速度快、高光效、高可靠性、高色纯度、高对比度、可透明等优异的性能，但也存在随着芯片尺寸减小，器件峰值eqe下降和对应的电流密度增大的问题，工作电流密度处于0.01a/cm2~0.5a/cm2区间的micro-led效率仍明显不足。传统的可见光led的外延结构设计都是基于大芯片、大电流、大功率的传统应用场景，相应的外延结构设计和材料生长的目标为提升大电流密度下的效率，其峰值eqe通常处于1a/cm2~4a/cm2电流密度区间，没有关注低电流密度下的器件效率。而micro-led的显示应用要求小尺寸、低电流以及低功率，不同电流密度下，led器件的发光机理的主导原因存在差异，相应外延层结构也应有所变化，使用传统外延结构设计的led已经无法满足micro-led的应用要求。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种绿光micro-led外延片，能够显著改善发光层的质量，提升辐射复合效率，从而提高低工作电流密度下的发光效率。
2、本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种绿光micro-led外延片的制备方法，制得的绿光micro-led外延片在低工作电流密度下的发光效率高。
3、为达到上述技术效果，本专利技术提供了一种绿光micro-led外延片，包括衬底，及依次层叠在所述衬底上
4、所述发光层包括依次层叠在所述低温应力释放层上的阱前多量子阱子层、绿光多量子阱子层和阱后多量子阱子层；
5、所述阱前多量子阱子层为周期性结构，每个周期包括第一ingan阱层和第一gan垒层；所述绿光多量子阱子层为周期性结构，每个周期包括第二ingan阱层和第二gan垒层；所述阱后多量子阱子层为周期性结构，每个周期的阱层包括第三ingan阱层或第四ingan阱层，每个周期的垒层包括第一复合垒层或第二复合垒层，所述第一复合垒层和第二复合垒层均包括依次层叠的第三gan垒层、第一algan垒层和第四gan垒层；
6、所述第一ingan阱层的in组分占比、所述第三ingan阱层的in组分占比和所述第四ingan阱层的in组分占比均小于所述第二ingan阱层的in组分占比。
7、作为上述技术方案的改进，所述阱前多量子阱子层的周期数为3~6；
8、所述第一ingan阱层的in组分占比为0.12~0.18，厚度为2.8nm~4nm；
9、所述第一gan垒层为si掺杂的gan层，si掺杂浓度为1.8×1017cm-3~1.2×1018cm-3，厚度为7.5nm~12nm；
10、所述第一ingan阱层和所述第一gan垒层的厚度比为1:(2.8~4)。
11、作为上述技术方案的改进，所述绿光多量子阱子层的周期数为5~9；
12、所述第二ingan阱层的in组分占比为0.21~0.28，厚度为2.8nm~4nm；
13、所述第二gan垒层为si掺杂的gan层，si掺杂浓度为1×1017cm-3~7.8×1017cm-3，厚度为7.5nm~12nm；
14、所述第二ingan阱层和所述第二gan垒层的厚度比为1:(2.8~4)。
15、作为上述技术方案的改进，所述阱后多量子阱子层的周期数为1~3；每个周期包括第三ingan阱层和第一复合垒层；
16、所述第三ingan阱层的in组分占比为0.12~0.18，厚度为2.8nm~4nm；所述第一复合垒层中，所述第三gan垒层的厚度为3nm~6nm，所述第一algan垒层中的al组分占比为0.2~0.6，厚度为2nm~5nm，第四gan垒层的厚度为3nm~6nm；
17、所述第三ingan阱层和所述第一复合垒层的厚度比为1:(3.2~5.6)。
18、作为上述技术方案的改进，所述第一复合垒层的厚度大于所述第二gan垒层的厚度。
19、作为上述技术方案的改进，所述阱后多量子阱子层的周期数为2，第一个周期包括依次层叠的第三ingan阱层和第一复合垒层，第二个周期包括依次层叠的第四ingan阱层和第二复合垒层；
20、所述第四ingan阱层为mg掺杂的ingan层，in组分占比为0.12~0.18，mg掺杂浓度为3.6×1018cm-3~5.2×1019cm-3，厚度为2.8nm~4nm；所述第二复合垒层中，所述第三gan垒层的厚度为3nm~6nm，所述第一algan垒层中的al组分占比为0.2~0.6，厚度为2nm~5nm，第四gan垒层的厚度为3nm~6nm；
21、所述第四ingan阱层和所述第二复合垒层的厚度比为1:(3.2~5.6)。
22、相应的，本专利技术还公开了一种绿光micro-led外延片的制备方法，用于制备上述的绿光micro-led外延片，包括以下步骤：
23、提供一衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、n型半导体层、低温应力释放层、发光层、电子阻挡层和p型半导体层；
24、所述发光层包括依次层叠在所述低温应力释放层上的阱前多量子阱子层、绿光多量子阱子层和阱后多量子阱子层；
25、所述阱前多量子阱子层为周期性结构，每个周期包括第一ingan阱层和第一gan垒层；所述绿光多量子阱子层为周期性结构，每个周期包括第二ingan阱层和第二gan垒层；所述阱后多量子阱子层为周期性结构，每个周期的阱层包括第三ingan阱层或第四ingan阱层，每个周期的垒层包括第一复合垒层或第二复合垒层，所述第一复合垒层和第二复合垒层均包括依次层叠的第三gan垒层、第一algan垒层和第四gan垒层；
26、所述第一ingan阱层的in组分占比、所述第三ingan阱层的in组分占比和所述第四ingan阱层的in组分占比均小于所述第二ingan阱层的in组分占比。
27、作为上述技术方案的改进，所述阱前多量子阱子层中，第一ingan阱层的生长温度为760℃~900℃，生长压力为20torr~300torr；第一gan垒层的生长温度为840℃~920℃，生长压力为20torr~300torr；
28、所述绿光多量子阱子层中，第二ingan阱层的生长温度710℃~880℃，生长压力为20torr~300torr；第二gan垒层的生长温度为840℃~920℃，生长压力为20torr~300torr；
29、所述阱后多量子阱子层中，第三ingan阱层的生长温度为760℃~900℃，生长压力为20torr~300torr；第四ingan阱层的生长温度为760℃~900℃，生长压力为20torr~300torr；第一复合垒层的生长温度为820℃~880℃，生长压力为10torr本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绿光Micro-LED外延片，其特征在于，包括衬底，及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、N型半导体层、低温应力释放层、发光层、电子阻挡层和P型半导体层；
2.如权利要求1所述的绿光Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱前多量子阱子层的周期数为3~6；
3.如权利要求1所述的绿光Micro-LED外延片，其特征在于，所述绿光多量子阱子层的周期数为5~9；
4.如权利要求1所述的绿光Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱后多量子阱子层的周期数为1~3；每个周期包括第三InGaN阱层和第一复合垒层；
5.如权利要求4所述的绿光Micro-LED外延片，其特征在于，所述第一复合垒层的厚度大于所述第二GaN垒层的厚度。
6.如权利要求4所述的绿光Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱后多量子阱子层的周期数为2，第一个周期包括依次层叠的第三InGaN阱层和第一复合垒层，第二个周期包括依次层叠的第四InGaN阱层和第二复合垒层；
7.一种绿光Micro-LED外延片的制备方法，用于制备如权利要求1~6
8.如权利要求7所述的绿光Micro-LED外延片的制备方法，其特征在于，所述阱前多量子阱子层中，第一InGaN阱层的生长温度为760℃~900℃，生长压力为20Torr~300Torr；第一GaN垒层的生长温度为840℃~920℃，生长压力为20Torr~300Torr；
9.如权利要求7所述的绿光Micro-LED外延片的制备方法，其特征在于，所述第一InGaN阱层、第三InGaN阱层和第四InGaN阱层生长完成后，通入NH3进行重结晶处理，处理温度为800℃~900℃，处理压力为10Torr~200Torr，处理时间为5s~30s。
10.一种绿光Micro-LED，其特征在于，所述绿光Micro-LED包括如权利要求1~6中任一项所述的绿光Micro-LED外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种绿光micro-led外延片，其特征在于，包括衬底，及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、n型半导体层、低温应力释放层、发光层、电子阻挡层和p型半导体层；
2.如权利要求1所述的绿光micro-led外延片，其特征在于，所述阱前多量子阱子层的周期数为3~6；
3.如权利要求1所述的绿光micro-led外延片，其特征在于，所述绿光多量子阱子层的周期数为5~9；
4.如权利要求1所述的绿光micro-led外延片，其特征在于，所述阱后多量子阱子层的周期数为1~3；每个周期包括第三ingan阱层和第一复合垒层；
5.如权利要求4所述的绿光micro-led外延片，其特征在于，所述第一复合垒层的厚度大于所述第二gan垒层的厚度。
6.如权利要求4所述的绿光micro-led外延片，其特征在于，所述阱后多量子阱子层的周期数为2，第一个周期包括依次层叠的第三ingan阱层和第一复合垒层，第二个周期包括依次层叠的第四ingan阱层...
【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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。