【技术实现步骤摘要】
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
1、随着第三代半导体产业的蓬勃发展以及相关技术的不断突破，以氮化镓(gan)基发光二极管(light-emitting diodes，led)为主的新型固态照明产业在全球迅速崛起，成为各个国家竞相争夺的技术与产业制高点。近年来，各国针对gan基led照明产业的技术研究，相继推出了发展规划以及相应的发展鼓励政策等，使其产业逐渐走向成熟。基于gan基白光led的半导体照明除寿命长、体积小等特点外，其节能、环保的优势对全球资源的节约及社会的发展具有重要的战略意义。
2、有源层电子与空穴的复合效率与发光二极管的发光效率息息相关。有源层包含量子阱层与量子垒层。为了提高电子与空穴的波函数耦合度，减少电子溢流进p型层，提高电子与空穴在有源层的均匀分布，通常量子垒层采用algan材料。但algan量子垒层与ingan量子阱层存在较大极化效应，导致电子与空穴波函数分离。沉积的多量子阱层温度较低，晶体质量较差，导致缺陷影响其他量子阱的晶体质量，导致，led内量子效率下降，发光效率下降。
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及其制备方法，其可提升发光二极管的发光效率。
2、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，其包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；所述多
3、所述量子垒层包括依次层叠的si3n4层、电场屏蔽层和ingan层；所述电场屏蔽层为周期性结构，周期数为1～10，每个周期均包括依次层叠的本征gan层和c、si共掺aln层。
4、作为上述技术方案的改进，所述电场屏蔽层的周期数为3～10，所述本征gan层的厚度为1nm～10nm；
5、所述c、si共掺aln层的厚度为0.5nm～5nm，其c掺杂浓度为1×1016cm-3～1×1017cm-3，si掺杂浓度为1×1017cm-3～1×1018cm-3。
6、作为上述技术方案的改进，所述si3n4层的厚度为0.5nm～5nm；
7、所述ingan层的厚度为0.5nm～5nm，其in组分占比为0.01～0.2。
8、作为上述技术方案的改进，所述量子阱层为inxga1-xn层，x为0.15～0.3，其厚度为1nm～5nm。
9、作为上述技术方案的改进，沿外延片生长方向，所述ingan层中的in组分呈递增变化。
10、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：
11、提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；所述多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替层叠形成的周期性结构；
12、所述量子垒层包括依次层叠的si3n4层、电场屏蔽层和ingan层；所述电场屏蔽层为周期性结构，周期数为1～10，每个周期均包括依次层叠的本征gan层和c、si共掺aln层。
13、作为上述技术方案的改进，所述si3n4层的生长温度为800℃～900℃，生长压力为50torr～500torr，其生长气氛为n2和nh3的混合气体，且n2和nh3的体积比为5:1～10:1。
14、作为上述技术方案的改进，所述本征gan层的生长温度为800℃～1000℃，生长压力为50torr～500torr，其生长气氛为n2、nh3和h2的混合气体，且n2、nh3和h2的体积比为1:1:1～1:10:5；
15、所述c、si共掺aln层的生长温度为800℃～1000℃，生长压力为50torr～500torr，其生长气氛为n2、nh3和h2的混合气体，且n2、nh3和h2的体积比为1:1:1～1:5:10。
16、作为上述技术方案的改进，所述ingan层的生长温度为800℃～1000℃，生长压力为50torr～300torr，其生长气氛为n2和nh3的混合气体，且n2和nh3的体积比为5:1～10:1。
17、相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管，其包括上述的发光二极管外延片。
18、实施本专利技术，具有如下有益效果：
19、本专利技术的发光二极管外延片中，量子垒层包括依次层叠的si3n4层、电场屏蔽层和ingan层；所述电场屏蔽层为周期性结构，周期数为1～10，每个周期均包括依次层叠的本征gan层和c、si共掺aln层。其中，si3n4层可减少量子阱层的ingan向垒层扩散，提高量子阱层量子限制效应，此外，si3n4层减少了缺陷延伸，提高晶体质量。本征gan层和c、si共掺aln层所形成的周期性结构一者势垒高，减少电子溢流至p型gan层，提升发光效率。二者，c、si共掺杂aln层可以屏蔽外延层缺陷，提高晶体质量，还可以调控c-si掺杂浓度屏蔽量子阱内的压电场作用，三者，电场屏蔽层还可以调控空穴的注入深度，改善载流子在有源区的均匀性，提高电子和空穴的波函数重叠，提高发光二极管的发光效率。ingan层则可缓冲量子垒层与量子阱层之间的晶格失配，提升多量子阱层的晶体质量，提升电子、空穴的辐射复合概率，提高发光二极管的发光效率。
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1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层；所述多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替层叠形成的周期性结构；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述电场屏蔽层的周期数为3～10，所述本征GaN层的厚度为1nm～10nm；
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Si3N4层的厚度为0.5nm～5nm；
4.如权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述量子阱层为InxGa1-xN层，x为0.15～0.3，其厚度为1nm～5nm。
5.如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，沿外延片生长方向，所述InGaN层中的In组分呈递增变化。
6.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1～5任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述Si3N4层的生长温度为800℃～900℃，生长压力
8.如权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述本征GaN层的生长温度为800℃～1000℃，生长压力为50torr～500torr，其生长气氛为N2、NH3和H2的混合气体，且N2、NH3和H2的体积比为1:1:1～1:10:5；
9.如权利要求6所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述InGaN层的生长温度为800℃～1000℃，生长压力为50torr～300torr，其生长气氛为N2和NH3的混合气体，且N2和NH3的体积比为5:1～10:1。
10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1～5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，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；所述多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替层叠形成的周期性结构；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述电场屏蔽层的周期数为3～10，所述本征gan层的厚度为1nm～10nm；
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si3n4层的厚度为0.5nm～5nm；
4.如权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述量子阱层为inxga1-xn层，x为0.15～0.3，其厚度为1nm～5nm。
5.如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，沿外延片生长方向，所述ingan层中的in组分呈递增变化。
6.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1～5任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，郑文杰，高虹，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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