[发明专利]一种发光二极管外延片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制造方法。

背景技术

半导体发光二极管(英文Light Emitting Diodes，简称LED)作为新型高效固体光源，是照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一飞跃，引发了第三次照明革命，因具有节能环保、可靠性高、使用寿命长等优点而受到社会广泛的关注。

近年来，越来越多的研究者们投入到提高发光二极管发光效率的研究中，研究出通过降低极化效应，增加空穴浓度，防止电子溢流等等提高发光二极管的发光效率的方法。种种研究表明：多量子阱层中的空穴浓度是制约发光二极管的发光效率提升的关键所在，因为电子的有效质量远远小于空穴，其具有较高的载流子迁移率，电子很快越过多量子阱层进入P型氮化镓层与空穴进行非辐射复合，形成漏电流，降低了发光二极管的发光效率和抗静电能力。为避免此种情况，常常在多量子阱层生长完成后，再生长一电子阻挡层，大量实验证明该电子阻挡层确实可以有效的减少电子越过多量子阱层到达P型氮化镓层与空穴复合，从而减少了电子溢流，但是同时由于电子阻挡层的势垒较高，同样阻挡了空穴进入到多量子阱层中，所以这样做对于改善发光二极管发光效率方面并未起到良好效果。

发明内容

为了解决现有技术电子阻挡层的势垒较高，阻挡了空穴进入到多量子阱层中，造成发光效率不高的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括：衬底，依次层叠设置在所述衬底上的缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层，所述多量子阱层包括交叠生长的多个量子阱层和多个量子垒层，所述多个量子垒层均为Al_xGa_1-xN层、In_yAl_xGaN层、或者Al_xGa_1-xN层和In_yAl_xGaN层构成的超晶格结构，所述多个量子垒层中最靠近所述P型氮化镓层的三个量子垒层中的至少一个为P型掺杂的量子垒层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述多个量子垒层中最靠近所述P型氮化镓层的三个量子垒层为所述多个量子垒层中厚度最小的三个量子垒层。

在本发明实施例的另一种实现方式中，0＜x＜0.5。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个量子垒层中的x的取值沿着所述发光二极管外延片的生长方向逐渐降低。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个量子垒层中最靠近所述N型氮化镓层的量子垒层的x的取值为：0.2＜x＜0.5。

第二方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生成缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层，所述多量子阱层包括交叠生长的多个量子阱层和多个量子垒层，所述多个量子垒层均为Al_xGa_1-xN层、In_yAl_xGaN层、或者Al_xGa_1-xN层和In_yAl_xGaN层构成的超晶格结构，所述多个量子垒层中最靠近所述P型氮化镓层的三个量子垒层中的至少一个为P型掺杂的量子垒层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述多个量子垒层中最靠近所述P型氮化镓层的三个量子垒层为所述多个量子垒层中厚度最小的三个量子垒层。

在本发明实施例的另一种实现方式中，0＜x＜0.5。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个量子垒层中的x的取值沿着所述发光二极管外延片的生长方向逐渐降低。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个量子垒层中最靠近所述N型氮化镓层的量子垒层的x的取值为：0.2＜x＜0.5。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：