[发明专利]一种发光二极管的外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管的外延片及其制备方法，属于光电子技术领域。该外延片包括衬底和依次层叠在衬底上的缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、发光层、电子阻挡层、p型GaN层、Mg₃N₂层和透明导电层，Mg₃N₂层掺杂有Si，由于Mg₃N₂层中掺杂有Si，杂质Si能降低Mg的激活能，因此可以提高Mg在Mg₃N₂层中的激活效率，提高Mg₃N₂层中的空穴浓度，由Mg₃N₂层提供空穴，因此p型GaN层中只掺杂较低浓度的Mg，低浓度掺杂的p型GaN层具有较小的电阻，利于空穴的传输，可以提高空穴和电子在发光层中的复合，从而提高发光效率，Mg₃N₂层与透明导电层的接触电阻很低，有利于降低正向工作电压。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种发光二极管的外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。

外延片通常包括缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、发光层、电子阻挡层、p型GaN层和透明导电层，p型GaN层中掺杂有Mg，用于提供空穴，与n型GaN层提供的电子复合。

由于Mg的激活能很高，这使得Mg的激活效率很低，因此难以在外延片中得到较高的空穴浓度。空穴浓度过低会降低发光效率，为了获得较高的空穴浓度，现有的p型GaN层中都掺杂有较高浓度的Mg，但是高浓度Mg掺杂的GaN电阻率很高，达到了10⁸Ω〃cm，使得p型GaN层电阻很大，p型GaN层的晶体质量也会变差，导致正向工作电压的升高。

发明内容

为了解决高浓度Mg掺杂的p型GaN层电阻率高、晶体质量差的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制备方法。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和依次层叠在所述衬底上的缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、发光层、电子阻挡层、p型GaN层、Mg₃N₂层和透明导电层，所述Mg₃N₂层掺杂有Si。

优选地，所述Mg₃N₂层的厚度为5～10nm。

进一步地，所述Mg₃N₂层中，Si的掺杂浓度为1E17cm^-3～5E17cm^-3。

优选地，所述p型GaN层中，Mg的掺杂浓度为5E18cm^-3～1E19cm^-3。

优选地，所述p型GaN层的厚度为50～100nm。

另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管的外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、发光层、电子阻挡层、p型GaN层、Mg₃N₂层和透明导电层，所述Mg₃N₂层掺杂有Si。

进一步地，所述Mg₃N₂层的生长温度为900℃～1000℃。