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。发光二极管外延片包括衬底和依次设于所述衬底上的AlN缓冲层、N型GaN层、应力释放层、多量子阱层、P型电子阻挡层和P型GaN层，所述P型电子阻挡层包括依次层叠的第一电子阻挡层、第二电子阻挡层、第三电子阻挡层、第四电子阻挡层和第五电子阻挡层。实施本发明专利技术，可提升发光二极管的发光效率。
1、发光二极管(light emitting diode)简称led，作为一种节能环保的新型光源，近年来受到了很大的关注，许多国家将led相关的半导体照明视作一种战略技术。通过大量研发和实验，半导体照明技术取得了突飞猛进的发展，真正地实现了半导体照明的商业化，各种类型的led被广泛应用于指示、显示、背光、投射等领域。半导体照明取得的这些成就主要得益于gan基led相关技术的进步，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、对于algainn材料体系来说，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，导致注入到有源区中的电子和空穴浓度及其不匹配，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有源区甚至进入到p型半导体层造成电子泄漏。而且，发光二极管获取高质量高空穴浓度的p型材料十分困难，因为在algainn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。此外，作为发光二极管主要功能层的电子阻挡层，除了会阻挡电子注入至p型层之外，还会起到阻挡空穴注入至有源区的作用，进一步降低有源区中的空穴浓度，导致有源区中电子空穴浓度不匹配的问题更为严峻。因此，为了提高gan基led的发光效率，提高p型材料空穴注入效率和改善有源区中的电子空穴匹配度是十分必要的。
>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及其制备方法，其可提升发光二极管的发光效率。2、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，其发光效率高。
3、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aln缓冲层、n型gan层、应力释放层、多量子阱层、p型电子阻挡层和p型gan层，所述p型电子阻挡层包括依次层叠的第一电子阻挡层、第二电子阻挡层、第三电子阻挡层、第四电子阻挡层和第五电子阻挡层；
4、其中，所述第一电子阻挡层包括aln层；
5、所述第二电子阻挡层为周期性结构，周期数为n，每个周期均包括依次层叠的alx1ga1-x1n层、mg掺iny1ga1-y1n层和第一mg掺gan层，所述mg掺iny1ga1-y1n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny1ga1-y1n层和所述第一mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c1；
6、所述第三电子阻挡层为周期性结构，周期数为o，每个周期均包括依次层叠的alx2ga1-x2n层、mg掺iny2ga1-y2n层和第二mg掺gan层，所述mg掺iny2ga1-y2n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny2ga1-y2n层和所述第二mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c2；
7、所述第四电子阻挡层为周期性结构，周期数为p，每个周期均包括依次层叠的alx3ga1-x3n层、mg掺iny3ga1-y3n层和第三mg掺gan层，所述mg掺iny3ga1-y3n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny3ga1-y3n层和所述第三mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c3；
8、所述第五电子阻挡层为周期性结构，周期数为q，每个周期均包括依次层叠的alx4ga1-x4n层、mg掺iny4ga1-y4n层和第四mg掺gan层，所述mg掺iny4ga1-y4n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny4ga1-y4n层和所述第四mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c4；
9、n≥o≥p≥q，x1≥x2≥x3≥x4，y1≤y2≤y3≤y4，c1≤c2≤c3≤c4。
10、作为上述技术方案的改进，n为2～10，o为2～8，p为1～6，q为1～4。
11、作为上述技术方案的改进，x1为0.6～1，x2为0.4～0.8，x3为0.2～0.6，x4为0～0.4。
12、作为上述技术方案的改进，y1为0～0.03，y2为0.03～0.06，y3为0.06～0.09，y4为0.09～0.15。
13、作为上述技术方案的改进，c1为1.2×1018cm-3～3×1018cm-3，c2为3×1018cm-3～8×1018cm-3，c3为8×1018cm-3～1.2×1019cm-3，c4为1.2×1019cm-3～5×1019cm-3。
14、作为上述技术方案的改进，所述aln层的厚度为3nm～30nm；
15、每个所述alx1ga1-x1n层、所述mg掺iny1ga1-y1n层和所述第一mg掺gan层的厚度均为2nm～8nm；
16、每个所述alx2ga1-x2n层、所述mg掺iny2ga1-y2n层和所述第二mg掺gan层的厚度均为2nm～8nm；
17、每个所述alx3ga1-x3n层、所述mg掺iny3ga1-y3n层和所述第三mg掺gan层的厚度均为2nm～8nm；
18、每个所述alx4ga1-x4n层、所述mg掺iny4ga1-y4n层和所述第四mg掺gan层的厚度均为2nm～8nm。
19、作为上述技术方案的改进，h2刻蚀处理时间为10s～30s，处理的温度为900℃～1000℃，h2通入量为40slm～60slm。
20、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：
21、提供衬底，在所述衬底上依次生长aln缓冲层、n型gan层、应力释放层、多量子阱层、p型电子阻挡层和p型gan层，所述p型电子阻挡层包括依次层叠的第一电子阻挡层、第二电子阻挡层、第三电子阻挡层、第四电子阻挡层和第五电子阻挡层；
22、其中，所述第一电子阻挡层包括aln层；
23、所述第二电子阻挡层为周期性结构，周期数为n，每个周期均包括依次层叠的alx1ga1-x1n层、mg掺iny1ga1-y1n层和第一mg掺gan层，所述mg掺iny1ga1-y1n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny1ga1-y1n层和所述第一mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c1；
24、所述第三电子阻挡层为周期性结构，周期数为o，每个周期均包括依次层叠的alx2ga1-x2n层、mg掺iny2ga1-y2n层和第二mg掺gan层，所述mg掺iny2ga1-y2n层表面设有多个经h2刻蚀处理得到的纳米孔洞，所述mg掺iny2ga1-y2n层和所述第二mg掺gan层中mg的掺杂浓度均为c2；
25、所述第四电子阻挡层为周期性结构，周期数为p，每个周期均包括依次层叠的alx3ga1-x3n层、mg掺iny3ga1-y3n层和第三mg掺gan层，所述mg掺iny3ga1-y3n层表面设有多个经h2本文档来自技高网...
【技术保护点】
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AlN缓冲层、N型GaN层、应力释放层、多量子阱层、P型电子阻挡层和P型GaN层，其特征在于，所述P型电子阻挡层包括依次层叠的第一电子阻挡层、第二电子阻挡层、第三电子阻挡层、第四电子阻挡层和第五电子阻挡层；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，N为2～10，O为2～8，P为1～6，Q为1～4。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，x1为0.6～1，x2为0.4～0.8，x3为0.2～0.6，x4为0～0.4。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，y1为0～0.03，y2为0.03～0.06，y3为0.06～0.09，y4为0.09～0.15。
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，c1为1.2×1018cm-3～3×1018cm-3，c2为3×1018cm-3～8×1018cm-3，c3为8×1018cm-3～1.2×1019cm-3，c4为1.2×1019cm-3～5×1019cm-3。
6.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlN层的厚度为3nm～30nm；
7.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，H2刻蚀处理时间为10s～30s，处理的温度为900℃～1000℃，H2通入量为40slm～60slm。
8.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1～7任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述电子阻挡层的生长温度为900℃～1050℃，生长压力为20torr～300torr。
10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1～7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，包括衬底和依次设于所述衬底上的aln缓冲层、n型gan层、应力释放层、多量子阱层、p型电子阻挡层和p型gan层，其特征在于，所述p型电子阻挡层包括依次层叠的第一电子阻挡层、第二电子阻挡层、第三电子阻挡层、第四电子阻挡层和第五电子阻挡层；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，n为2～10，o为2～8，p为1～6，q为1～4。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，x1为0.6～1，x2为0.4～0.8，x3为0.2～0.6，x4为0～0.4。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，y1为0～0.03，y2为0.03～0.06，y3为0.06～0.09，y4为0.09～0.15。
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，c1为1.2×1018cm-3～3×1018cm-3，c2...
【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。