[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，属于发光二极管制造领域。N型GaN层与有源层之间设置有材料为掺杂Si的AlGaN层的电流扩展层。该电流扩展层中的Al组分沿电流扩展层的生长方向逐渐增加，电流扩展层的势垒逐渐升高，对进入有源层的电子起到一定的阻挡作用的同时，也便于电子进入电流扩展层，电流扩展层的势垒不会过高，起到有效扩展电流的同时而也不会影响进入有源层与空穴进行复合的电子数量。与之结合的电流扩展层中Si元素的掺杂浓度沿电流扩展层的生长方向逐渐增加，保证电流得到有效扩展的同时，同时增加电流扩展层在靠近有源层的一侧的电子数量，可提高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的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缓冲层、N型GaN层、AlGaN层、有源层、电子阻挡层及P型GaN层。

N型GaN层与有源层之间的AlGaN层能够起到阻挡电子的作用，进而使得电子在进入有源层之前可横向移动，起到扩展电流的作用，但AlGaN层的设置同时也会影响进入有源层与空穴复合发光的电子的数量，进而降低发光二极管的发光效率。

发明内容

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，能够降低发光二极管的工作电压，延长发光二极管的工作寿命。所述技术方案如下：

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及依次层叠设置在所述衬底上的缓冲层、N型GaN层、电流扩展层、有源层、电子阻挡层及P型GaN层，

所述电流扩展层为掺杂Si的AlGaN层，所述电流阻挡层中Si元素的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐渐增加，所述电流扩展层中的Al组分的含量沿所述AlGaN层的生长方向逐渐增加。

可选地，所述电流扩展层为Al_xGa_1-xN层，其中，0.1<x<0.5。

可选地，所述电流扩展层中，所述Si元素的掺杂浓度为1*10¹⁷～1*10¹⁸cm^-3。

可选地，所述电子阻挡层包括铝铟镓氮层，所述铝铟镓氮层中的铝组分在所述铝铟镓氮层的生长方向上逐渐减小，所述铝铟镓氮层中的铟组分在所述铝铟镓氮层的生长方向上逐渐减小。

本发明实施例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；

在所述衬底上生长缓冲层；

在所述缓冲层上生长N型GaN层；

在所述N型GaN层上生长电流扩展层；

在所述电流扩展层上生长有源层；

在所述有源层上生长电子阻挡层；

在所述电子阻挡层上生长P型GaN层，

其中，所述电流扩展层为掺杂Si的AlGaN层，所述电流阻挡层中Si元素的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐渐增加，所述电流扩展层中的Al组分的含量沿所述AlGaN层的生长方向逐渐增加。

可选地，在所述N型GaN层上生长电流扩展层时，

向反应腔内通入气态Al，所述气态Al的流量由50～200sccm逐渐渐变至200～400sccm。