[发明专利]具有新型量子垒的发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有新型量子垒的发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管领域。所述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、多量子阱有源层和P型GaN载流子层，所述多量子阱有源层包括交替生长的M+N个量子阱层和M+N个量子垒层，所述量子阱层为InGaN阱层；其特征在于，所述M+N个量子垒层中靠近所述N型GaN层的M个所述量子垒层为Al_x1Ga_1‑x1N/GaN结构，所述M+N个量子垒层中靠近所述P型GaN载流子层的N个所述量子垒层为Al_x2Ga_1‑x2N/GaN结构，M和N均为大于1的正整数，且M与N的差值为0或1，0＜x1＜1，0＜x2＜1，且x1大于x2。

技术领域

本发明涉及发光二极管(英文Light Emitting Diode，简称LED)领域，特别涉及一种具有新型量子垒的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、多量子阱有源层和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具有新型量子垒的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具有新型量子垒的发光二极管外延片，所述具有新型量子垒的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、多量子阱有源层和P型GaN载流子层，所述多量子阱有源层包括交替生长的M+N个量子阱层和M+N个量子垒层，所述量子阱层为InGaN阱层；

所述M+N个量子垒层中靠近所述N型GaN层的M个所述量子垒层为Al_x1Ga_1-x1N/GaN结构，所述M+N个量子垒层中靠近所述P型GaN载流子层的N个所述量子垒层为Al_x2Ga_1-x2N/GaN结构，M和N均为大于1的正整数，且M与N的差值为0或1，0＜x1＜1，0＜x2＜1，且x1大于x2，0.1≤x1≤0.15，0＜x2≤0.06。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述Al_x1Ga_1-x1N/GaN结构中Al_x1Ga_1-x1N的厚度和所述Al_x2Ga_1-x2N/GaN结构中Al_x2Ga_1-x2N的厚度均为d1，所述Al_x1Ga_1-x1N/GaN结构中GaN的厚度和所述Al_x2Ga_1-x2N/GaN结构中GaN的厚度均为d2，1nm≤d1≤6nm，5nm≤d2≤9nm。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述M+N为6。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述InGaN阱层的厚度为2.8～3.8nm。