[发明专利]一种发光二极管的外延片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管的外延片及其制造方法。

背景技术

发光二极管芯片为半导体晶体，是发光二极管的核心组件。发光二极管芯片包括外延片以及在外延片上制作的电极。

其中，外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲层、n型层、多量子阱层和p型层，多量子阱层为由量子垒层和量子阱层交替生长形成的多层结构，且量子垒层和量子阱层由不同的材料制成，现有多量子阱层中的量子垒层一般由不掺杂的GaN制成，量子阱层一般由InGaN制成。由于GaN量子垒层和InGaN量子阱层之间能极差较小，电子容易在工作电压的驱动下到达p区和空穴复合，形成电子溢流，降低了发光效率。为了防止电子溢流，现有的发光二极管芯片的外延片一般会在多量子阱层和p型层之间设置电子阻挡层。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的外延片中的电子阻挡层在阻挡电子的同时，也阻挡了空穴向量子阱的跃迁，并且电子阻挡层和量子阱层之间会产生晶格失配，从而形成应力聚集区，导致了靠近p型层的量子阱能带弯曲严重。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括：

衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、n型层、多量子阱层和p型层，所述p型层直接设于所述多量子阱层上，所述多量子阱层包括第一多量子阱层和第二多量子阱层，所述第一多量子阱层由若干个In_aGa_1-aN量子阱层和若干个量子垒层交替层叠而成，所述第一多量子阱层中的所述若干个量子垒层中至少一个为Al_xIn_yGa_1-x-yN层，其中，0＜x＜1，0≤y＜0.5；所述第二多量子阱层由若干个In_bGa_1-bN量子阱层和若干个所述量子垒层交替层叠而成，且a≤b。

优选地，所述Al_xIn_yGa_1-x-yN层为n型掺杂的Al_xIn_yGa_1-x-yN层。

具体地，所述n型掺杂的Al_xIn_yGa_1-x-yN层为Si掺杂Al_xIn_yGa_1-x-yN层。

进一步地，所述n型层由n型掺杂的GaN制成，所述n型掺杂的Al_xIn_yGa_1-x-yN层的n型掺杂的浓度不高于所述n型层的n型掺杂的浓度。

优选地，所述n型掺杂的浓度小于等于1×10¹⁸cm^-3。

优选地，各n型掺杂的Al_xIn_yGa_1-x-yN层的n型掺杂浓度相同。

优选地，各Al_xIn_yGa_1-x-yN层的组分含量相同。

优选地，所述第一多量子阱层中的各所述Al_xIn_yGa_1-x-yN量子垒层的厚度不超过15nm。

另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管的制造方法，所述方法包括：

提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、n型层；

在所述n型层上生长第一多量子阱层，所述第一多量子阱层由若干个In_aGa_1-aN量子阱层和若干个量子垒层交替层叠而成，所述第一多量子阱层中的所述若干个量子垒层中至少一个为Al_xIn_yGa_1-x-yN层，其中，0＜x＜1，0≤y＜0.5；

在所述第一多量子阱层上生长第二多量子阱层，所述第二多量子阱层由若干个In_bGa_1-bN量子阱层和若干个所述量子垒层交替层叠而成，且a≤b；

在所述第二多量子阱层上生长p型层。