【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、gan基发光二极管是目前应用最为广泛的发光二极管，其一般采用algainn系材料。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，而电子可以轻易地注入到有源区甚至进入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型层发光之外，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。
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、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，所述电子阻挡层包括依次层叠
4、所述第一超晶格层包括交替层叠的alx1ga1-x1n层和iny1ga1-y1n层；
5、所述第二超晶格层包括交替层叠的alx2ga1-x2n层、iny2ga1-y2n层和iny3ga1-y3n层；
6、其中，x1≥x2，y1≥y3，y2≠y3。
7、作为上述技术方案的改进，y2＞y3，y2＞y1。
8、作为上述技术方案的改进，所述aln层的厚度为2nm~30nm；和/或
9、所述第一超晶格层的周期数为3~6；
10、所述alx1ga1-x1n层的厚度为1.5nm~5nm，x1的取值范围为0.4~0.8；
11、所述iny1ga1-y1n层的厚度为1.5nm~5nm，y1的取值范围为0.02~0.1；和/或
12、所述第二超晶格层的周期数为2~8；
13、所述alx2ga1-x2n层的厚度为1nm~3nm，x2的取值范围为0.1~0.5；
14、所述iny2ga1-y2n层的厚度为1nm~3nm，y2的取值范围为0.05~0.15；
15、所述iny3ga1-y3n层的厚度为1nm~3nm，y3的取值范围为0.02~0.08。
16、作为上述技术方案的改进，所述alx2ga1-x2n层、iny2ga1-y2n层和iny3ga1-y3n层中均掺杂mg；
17、所述alx2ga1-x2n层中mg掺杂浓度为5×1017cm-3~5×1018cm-3；
18、所述iny2ga1-y2n层中mg掺杂浓度为6×1017cm-3~8×1018cm-3；
19、所述iny3ga1-y3n层中mg掺杂浓度为6×1017cm-3~6×1018cm-3。
20、作为上述技术方案的改进，所述iny2ga1-y2n层中mg掺杂浓度大于所述alx2ga1-x2n层中mg掺杂浓度；
21、所述iny2ga1-y2n层中mg掺杂浓度大于所述iny3ga1-y3n层中mg掺杂浓度；
22、所述iny3ga1-y3n层中mg掺杂浓度大于所述alx2ga1-x2n层中mg掺杂浓度。
23、作为上述技术方案的改进，所述iny2ga1-y2n层生长完成后，采用h2和nh3混合气进行刻蚀处理，h2和nh3的体积比为1:1~1:2；
24、其中，所述h2和nh3混合气为间歇、循环通入，通入时间为5s~30s，间隔时间为5s~20s，循环次数为2次~20次，气体总流量为500sccm~20000sccm；
25、处理温度为880℃~1000℃，处理压力为20torr~350torr。
26、作为上述技术方案的改进，所述iny3ga1-y3n层生长完成后，采用n2和nh3混合气进行退火处理，n2和nh3的体积比为1:1~1:2；
27、其中，所述n2和nh3混合气为间歇、循环通入，通入时间为10s~60s，间隔时间为10s~30s，循环次数为2次~20次，气体总流量为500sccm~20000sccm；
28、处理温度为880℃~1000℃，处理压力为20torr~350torr。
29、相应地，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：
30、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；
31、其中，所述电子阻挡层包括依次层叠的aln层、第一超晶格层和第二超晶格层；
32、所述第一超晶格层包括交替层叠的alx1ga1-x1n层和iny1ga1-y1n层；
33、所述第二超晶格层包括交替层叠的alx2ga1-x2n层、iny2ga1-y2n层和iny3ga1-y3n层；
34、其中，x1≥x2，y1≥y3，y2≠y3。
35、作为上述技术方案的改进，所述aln层的生长温度为900℃~1050℃，生长压力为20torr~320torr；和/或
36、所述alx1ga1-x1n层的生长温度为900℃~1050℃，生长压力为50torr~300torr；
37、所述iny1ga1-y1n层的生长温度为850℃~1020℃，生长压力为50torr~300torr；和/或
38、所述alx2ga1-x2n层的生长温度为900℃~1050℃，生长压力为50torr~300torr；
39、所述iny2ga1-y2n层的生长温度为820℃~1000℃，生长压力为50torr~300torr；
40、所述iny3ga1-y3n层的生长温度为850℃~1020℃，生长压力为50torr~300torr。
41、相应地，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。
42、实施本专利技术，具有如下有益效果：
43、1. 本专利技术的发光二极管外延片中，电子阻挡层包括依次层叠的aln层、第一超晶格层和第二超晶格层；第一超晶格层包括交替层叠的alx1ga1-x1n层和iny1ga1-y1n层；第二超晶格层包括交替层叠的alx2ga1-x2n层、iny2ga1-y2n层和iny3ga1-y3n层。其本文档来自技高网...
【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，其特征在于，所述电子阻挡层包括依次层叠的AlN层、第一超晶格层和第二超晶格层；
2. 如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，y2＞y3，y2＞y1。
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AlN层的厚度为2nm~30nm；和/或
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Alx2Ga1-x2N层、Iny2Ga1-y2N层和Iny3Ga1-y3N层中均掺杂Mg；
5.如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述Iny2Ga1-y2N层中Mg掺杂浓度大于所述Alx2Ga1-x2N层中Mg掺杂浓度；
6.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，所述Iny2Ga1-y2N层生长完成后，采用H2和NH3混合气进行刻蚀处理，H2和NH3的体积比为1:1~1:2；
7.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，
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AlN层的生长温度为900℃~1050℃，生长压力为20torr~320torr；和/或
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，其特征在于，所述电子阻挡层包括依次层叠的aln层、第一超晶格层和第二超晶格层；
2. 如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，y2＞y3，y2＞y1。
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aln层的厚度为2nm~30nm；和/或
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alx2ga1-x2n层、iny2ga1-y2n层和iny3ga1-y3n层中均掺杂mg；
5.如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述iny2ga1-y2n层中mg掺杂浓度大于所述alx2ga1-x2n层中mg掺杂浓度；
6.如...
【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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