[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体光电领域。外延片包括衬底及依次设置在衬底上的GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、电子阻挡层及P型层，电子阻挡层包括In_xAl_1‑xN/AlN/In_yGa_1‑yN超晶格结构。在外延片的P型层与有源层之间设置In_xAl_1‑xN/AlN/In_yGa_1‑yN超晶格结构，而In_xAl_1‑xN/AlN/In_yGa_1‑yN超晶格结构中InAlN和AlN/InGaN之间形成有二维电子气，二维电子气对有源层中的电子存在排斥力，并对P型层中的空穴存在吸引力，能够有效将电子限制在有源层中并吸引P型层中的空穴更多地进入有源层与电子复合，以提高发光二极管的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

外延片是制作发光二极管的基础结构，外延片的结构包括衬底及在衬底上生长出的外延层。其中，外延层的结构主要包括：依次生长在衬底上的GaN缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层、电子阻挡层及P型层。

当外延层中有电流通过时，P型层的空穴与N型层的电子会向有源层移动，且二者在有源层进行复合发光。电子阻挡层主要起到将N型层的电子限制在有源层以与空穴进行复合发光的作用。

在一般结构中，电子阻挡层由AlGaN和InGaN组成，电子阻挡层在限制电子进入P型层的同时，也会限制P型层内的空穴进入有源层进行复合发光，没有最大程度地提高发光二极管的发光效率。

发明内容

为进一步提高发光二极管的发光效率，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述外延片包括衬底及依次层叠设置在所述衬底上的GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、有源层、电子阻挡层及P型层，所述电子阻挡层包括In_xAl_1-xN/AlN/In_yGa_1-yN超晶格结构，其中，0.1<x<0.4，0.05<y<0.4。

可选地，在所述In_xAl_1-xN/AlN/In_yGa_1-yN超晶格结构中，In_xAl_1-xN子层的厚度为2-3nm，AlN子层的厚度为0.5-1nm，In_yGa_1-yN子层的厚度为1.5-3nm。

可选地，所述In_xAl_1-xN子层的厚度为2nm，所述AlN子层的厚度为1nm，所述In_yGa_1-yN子层的厚度为2nm。

可选地，所述x为0.2，所述y为0.1。

可选地，所述In_xAl_1-xN/AlN/In_yGa_1-yN超晶格结构的周期为2-5。

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上生长GaN缓冲层；

在所述GaN缓冲层上生长未掺杂GaN层；

在所述未掺杂GaN层上生长N型层；