[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，属于发光二极管制造领域。将有源层设置为包括第一垒层与多个InGaN阱层，第一垒层中的多个包括GaN/In_xGa_1‑xN/Al_zGa_1‑zN/In_yGa_1‑yN/GaN超晶格结构的第一子垒层与InGaN阱层交替层叠设置。由于GaN/In_xGa_1‑xN/Al_zGa_1‑zN/In_yGa_1‑yN/GaN超晶格结构的能带较高，可起到阻挡电子进入P型GaN层，因此不需要设置电子阻挡层来阻挡电子流出有源层，这种设置能够限制电子离开有源层的同时提高进入有源层内的空穴数量，进而提高在有源层内与电子复合发光的空穴数量，并且也能够减小外延层中由于设置了电子阻挡层，带来的电子阻挡层与有源层以及P型层之间的极化情况，进而避免外延层中发光带隙的减小，增大电子与空穴的复合效率，进而增大发光二极管的发光效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管制造领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管，具有体积小、寿命长、功耗低等优点，目前被广泛应用于汽车信号灯、交通信号灯、显示屏以及照明设备。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低温GaN缓冲层、未掺杂的GaN层、N型GaN层、有源层、AlGaN电子阻挡层及P型GaN层。

AlGaN电子阻挡层通常可起到避免有源层中的电子迁移至P型GaN层中的作用，保证尽可能多的电子在有源层进行复合，进而保证发光二极管的发光效率。但同时AlGaN电子阻挡层也会阻挡空穴进入有源层，而进入有源层的空穴的数量原本较进入有源层的电子数量少，AlGaN电子阻挡层会起到限制进入有源层的空穴的数量，使得在有源层内与电子符合辐射发光的空穴数量更少，使得发光二极管整体的发光效率较低。

发明内容

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，能够提高发光二极管的发光效率。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在所述衬底上的低温GaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、有源层及P型GaN层，

所述有源层包括第一垒层与多个阱层，所述第一垒层包括多个第一子垒层，所述第一子垒层与所述阱层交替层叠设置，所述阱层为InGaN阱层，所述第一子垒层包括GaN/In_xGa_1-xN/Al_zGa_1-zN/In_yGa_1-yN/GaN超晶格结构，其中，0<x<0.08，0<y<0.07，0.05<z<0.35。

可选地，x与z的比值为0.15:1～0.4:1。

可选地，x>y。

可选地，x与y的比值为3:1～5:1。

可选地，所述有源层还包括第二垒层，所述第二垒层包括两个GaN垒层，所述两个GaN垒层分别设置在所述第一垒层的两侧，所述两个GaN垒层与所述第一垒层之间设置有一层所述阱层。

可选地，所述GaN垒层的厚度与所述第一子垒层的厚度相同。

可选地，所述第一子垒层的厚度为8～20nm。

可选地，所述第一子垒层的层数为3～13。

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：