[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、缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、应力释放层、有源层和p型GaN层，应力释放层包括交替的In_xGa_(1‑x)N层和n型Al_yGa_(1‑y)N层，由于靠近n型GaN层的In_xGa_(1‑x)N层中In的组分含量小于靠近有源层的In_xGa_(1‑x)N层中的In的组分含量，应力释放层会使外延片的凹陷程度降低并出现较小程度的凸起，In_mGa_(1‑m)N阱层中的In的组分含量小于In_xGa_(1‑x)N层的组分含量，在生长有源层时有源层使外延片有向衬底一侧凹陷的趋势，与生长应力释放层后形成的凸起抵消，降低外延片的翘曲度。

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。

GaN基LED的外延片通常都包括蓝宝石衬底和依次层叠设置在蓝宝石衬底上的缓冲层、u型GaN层、n型GaN层、有源层和p型GaN层。

在GaN基LED的外延片中，由于蓝宝石衬底与GaN材料之间的晶格失配，同时n型GaN层和有源层的晶格常数相差较大，也存在晶格失配，晶格失配产生的应力会使得外延片的翘曲度增大，外延片向衬底一侧凹陷，外延片的表面中间低边缘高，因此导致外延片各处发出的光的波长不一致，降低发光波长的均匀性。

发明内容

为了解决现有的GaN基LED中，外延片翘曲度较大的问题，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、应力释放层、有源层和p型GaN层，其中，所述应力释放层包括交替层叠设置的多层In_xGa_(1-x)N层和多层n型Al_yGa_(1-y)N层，且所述多层In_xGa_(1-x)N层中的In的组分含量逐层增加，所述有源层包括交替层叠设置的多层In_mGa_(1-m)N阱层和多层GaN垒层，其中0<m<x＜1，0＜y＜0.5，所述多层n型Al_yGa_(1-y)N层的Al的组分含量沿所述外延片的层叠方向变化。

优选地，所述In_xGa_(1-x)N层的厚度大于所述n型Al_yGa_(1-y)N层的厚度。

进一步地，所述In_xGa_(1-x)N层的厚度为30～100nm。

优选地，应力释放层的总厚度为300～500nm。

可选地，所述n型Al_yGa_(1-y)N层的掺杂浓度为1E19cm^-3～1E20cm^-3。

可选地，所述In_xGa_(1-x)N层和所述n型Al_yGa_(1-y)N层交替层叠的周期数为3～10。