[发明专利]高发光效率发光二极管外延片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管(英文LightEmittingDiode，简称LED)领域，特 别涉及一种高发光效率发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

LED因高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是 21世纪最有发展前景的绿色照明光源。GaN基LED作为LED中最重要的一类， 在众多领域都有着广泛的应用。现有的GaN基LED的外延片主要包括衬底、缓 冲层、N型GaN层、多量子阱有源层、P型AlGaN层、P型GaN载流子层等。

GaN基LED在工作过程中，N型GaN层中产生的电子和P型GaN载流子 层中产生的空穴，在电场的作用下向多量子阱有源层迁移，并在多量子阱有源 层中发生辐射复合，进而发光。

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：

随着GaN基LED工作电流的增加，电流密度随之增大，在这种大电流密度 场景下，注入多量子阱有源层中的电子也随之增多，导致部分电子未能与空穴 在多量子阱有源层中复合而迁移至P型GaN载流子层中，致使电子溢漏的程度 增加，使得大电流密度情况下LED芯片的发光效率下降。

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高发光效率发光二极 管外延片及其制备方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种高发光效率发光二极管外延片，所述 高发光效率发光二极管外延片包括：衬底，以及依次覆盖在所述衬底上的u型 GaN层、N型GaN层、多量子阱有源层、P型AlGaN层和P型GaN载流子层， 所述多量子阱有源层包括交替生长的多个InGaN阱层和多个GaN垒层；

所述P型AlGaN层包括依次覆盖在所述多量子阱有源层上的第一P型 AlGaN子层、u型GaN子层和第二P型AlGaN子层，所述u型GaN子层的厚 度为所述P型AlGaN层的厚度的1/50-1/40。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述u型GaN子层的厚度为D，0.6nm ≤D≤2nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一P型AlGaN子层的厚度为 d1，所述第二P型AlGaN子层的厚度为d2，d2/d1的范围为1/13-1/9。

在本发明实施例的另一种实现方式中，30nm≤d1+d2≤80nm，3nm≤d2≤ 6nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N型GaN层的厚度为1～4μm， 所述P型GaN载流子层的厚度为100～500nm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种高发光效率发光二极管外延片制备 方法，所述方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长u型GaN层和N型GaN层；

在所述N型GaN层上生长多量子阱有源层，所述多量子阱有源层包括交替 生长的多个InGaN阱层和多个GaN垒；

在所述多量子阱有源层上生长P型AlGaN层，所述P型AlGaN层包括依次 覆盖在所述多量子阱有源层上的第一P型AlGaN子层、u型GaN子层和第二P 型AlGaN子层，所述u型GaN子层的厚度为所述P型AlGaN层的厚度的 1/50-1/40；

在所述P型AlGaN层上生长P型GaN载流子层。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述u型GaN子层的厚度为D，0.6nm ≤D≤2nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一P型AlGaN子层的厚度为 d1，所述第二P型AlGaN子层的厚度为d2，d2/d1的范围为1/13-1/9。

在本发明实施例的另一种实现方式中，30nm≤d1+d2≤80nm，3nm≤d2≤ 6nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N型GaN层的厚度为1～4μm， 所述P型GaN载流子层的厚度为100～500nm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：