[发明专利]新型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，特别涉及一种新型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新型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新型发光二极管外延片，所述新型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GaN垒层包括依次覆盖在所述InGaN阱层上的第一GaN子层、第二GaN子层和第三GaN子层，所述第二GaN子层为生长过程中采用铟源进行表面处理的GaN子层。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述第一GaN子层的厚度为d1，所述第二GaN子层的厚度为d2，所述第三GaN子层的厚度为d3，1nm≤d1≤2nm，4nm≤d2≤16nm，1nm≤d3≤2nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二GaN子层为生长过程中采用流量为F的铟源进行表面处理的GaN子层，10sccm≤F≤500sccm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二GaN子层为在生长温度T下采用铟源进行表面处理的GaN子层，900℃≤T≤1000℃。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层和GaN垒层的层数均为6。

第二方面，本发明实施例还提供了一种新型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垒层，所述GaN垒层包括依次覆盖在所述InGaN阱层上的第一GaN子层、第二GaN子层和第三GaN子层，在所述第二GaN子层的生长过程中，采用铟源对所述第二GaN子层进行表面处理；

在所述P型GaN垒上依次生长P型AlGaN层和P型GaN载流子层。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述第一GaN子层的厚度为d1，所述第二GaN子层的厚度为d2，所述第三GaN子层的厚度为d3，1nm≤d1≤2nm，4nm≤d2≤16nm，1nm≤d3≤2nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，在所述第二GaN子层生长过程中，采用流量为F的铟源进行表面处理，10sccm≤F≤500sccm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二GaN子层的生长温度为T，900℃≤T≤1000℃。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层和GaN垒层的层数均为6。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：