[发明专利]发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管制作领域。将缓冲层包括第一子层与第二子层，第一子层起到过渡作用。层叠在第一子层上的第二子层包括有交替层叠的第二GaN层和BGaN层，一方面缓解晶格失配，并为后续外延结构的生长提供一个良好的基础，而BGaN层由于B原子体积较小，可以插入或填充位错造成的空白位置，减少缓冲层内部所存在的缺陷，且B原子可以起到一定的定位作用，避免位错继续移动至n型GaN层与多量子阱层中，有效提高最终得到的发光二极管外延片的晶体质量。

技术领域

本发明涉及发光二极管制作领域，特别涉及发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等，提高芯片发光效率是发光二极管不断追求的目标。

发光二极管外延片是用于制备发光二极管的基础结构，发光二极管外延片通常包括衬底及在衬底上依次生长的AlN层、GaN缓冲层、n型GaN层、多量子阱层及p型GaN层。GaN缓冲层在一定程度上可以缓解n型GaN层与衬底之间的晶格失配，以提高n型GaN层及n型GaN层上生长的多量子阱层及p型GaN层的晶体质量。

但GaN缓冲层本身在AlN层上生长时，也会积累一些位错缺陷，这些位错缺陷会延伸至n型GaN层等结构中，导致最终得到的n型GaN层、多量子阱层及p型GaN层的晶体质量的提高有限。

发明内容

本发明实施例提供了发光二极管外延片及其制备方法，能够减小发光二极管外延片中存在的缺陷以提高最终得到的发光二极管外延片的晶体质量。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，所述发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的AlN层、缓冲层、n型GaN层、多量子阱层与p型GaN层，

所述缓冲层包括依次层叠在所述AlN层上的第一子层与第二子层，所述第一子层为第一GaN层，所述第二子层包括交替层叠的第二GaN层和BGaN层。

可选地，所述第一子层的厚度与所述第二子层的厚度之比为1：10~1:1。

可选地，所述第一子层的厚度为30~100nm，所述第二子层的厚度为30~200nm。

可选地，所述第二GaN层的厚度为20nm~150nm，所述BGaN层的厚度为10nm~50nm。

本公开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AlN层；

在所述AlN层上生长缓冲层，所述缓冲层包括依次层叠在所述AlN层上的第一子层与第二子层，所述第一子层为第一GaN层，所述第二子层包括交替层叠的第二GaN层和BGaN层；

在所述缓冲层上依次生长n型GaN层、多量子阱层、p型GaN层。

可选地，在所述AlN层上生长缓冲层，包括：

在纯氮气氛围下，在所述AlN层上生长多个间隔分布的GaN岛状结构；

在纯氮气氛围与纯氢气氛围交替切换的氛围环境下，在GaN岛状结构生长GaN材料直至多个所述GaN岛状结构生长合并形成第一子层；

在所述第一子层上生长第二子层。

可选地，向所述反应腔通入流量为200sccm~500sccm的Ga源，向所述反应腔通入流量为50sccm~150sccm的氨气，向所述反应腔通入流量为100sccm~200sccm 的氮气，以在所述AlN层上生长多个间隔分布的GaN岛状结构。