[发明专利]发光二极管的外延片及其制备方法

说明书

本公开提供了一种发光二极管的外延片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该外延片包括衬底、AlN缓冲层、三维成核层、u型GaN层、n型GaN层、多量子阱层、低温p型层、电子阻挡层和高温p型层，多量子阱层包括多个In_xGa_1‑xN量子阱层和多个GaN量子垒层、以及位于In_xGa_1‑xN量子阱层和GaN量子垒层之间的复合结构，复合结构包括n‑In_yGa_1‑yN层和SiN层。n‑In_yGa_1‑yN层中的Si原子能够填充InGaN材料中的缺陷空位，较低In组分的InGaN材料有利于减弱极化电场，改善能带倾斜，SiN层有利于载流子在多量子阱层中的均匀扩散，提高载流子局域化效应，提高LED的发光效率。

技术领域

本公开涉及光电子制造技术领域，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

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)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，尤其对于显示装置的分辨率和显示画质要求越来越高，迷你发光二极管(Mini LED)的应用也越来越多。

目前GaN基LED外延片通常包括衬底和在衬底上依次生长的AlN缓冲层、三维成核层、u型GaN层、n型GaN层、多量子阱层和p型层。LED通电后，载流子(包括n型GaN层的电子和p型层的空穴)会向多量子阱层迁移，并在多量子阱层中复合发光。

相关技术中，Mini LED外延技术生长中，采用InGaN/GaN材料制作多量子阱，由于InGaN材料的晶格常数大于GaN而受到压应力，并且压应力随着In组分的增大而变大，严重的晶格失配会直接影响压电极化的强度，极化电场会导致量子阱能带倾斜，使电子空穴波函数重叠度变小，底层的缺陷和位错延伸至量子阱区，大量的缺陷和位错会引起辐射复合效率降低，从而造成Mini LED发光效率低。

发明内容

本公开实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制备方法，能够有利于提高Mini LED的发光效率。所述技术方案如下：

一方面，本公开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形成在所述衬底上的AlN缓冲层、三维成核层、u型GaN层、n型GaN层、多量子阱层、低温p型层、电子阻挡层和高温p型层，其中，所述多量子阱层包括交替层叠的多个In_xGa_1-xN量子阱层和多个GaN量子垒层、以及位于所述In_xGa_1-xN量子阱层和所述GaN量子垒层之间的复合结构，所述复合结构包括依次层叠的n-In_yGa_1-yN层和SiN层，0＜y＜x＜1。

可选地，所述n-In_yGa_1-yN层的厚度为0.1nm～1.5nm。

可选地，0.1≤y≤0.3。

可选地，所述n-In_yGa_1-yN层中Si的掺杂浓度为10¹⁷cm^-3～10¹⁸cm^-3。

可选地，所述SiN层的厚度为0.1nm～1nm。

可选地，相邻的所述In_xGa_1-xN量子阱层和所述GaN量子垒层之间夹设有2～10个所述复合结构。

另一方面，本公开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；