[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管

权利要求书

1.一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、本征GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层；其特征在于，所述N-GaN层和多量子阱层之间设有缓冲层，所述缓冲层包括依次设于所述N-GaN层上的MgN三维诱导层、SiGaN三维层和填平层；

所述MgN三维诱导层为Mg_xN_1-x层，其中，x的取值范围为0.1-0.3，厚度为2-5nm；

所述SiGaN三维层的厚度为20-50nm；

所述填平层为AlGaN层或GaN层，其厚度为20-50nm；

所述填平层的厚度＞所述SiGaN三维层的厚度。

2. 如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiGaN三维层中Si的掺杂浓度为1×10¹⁶-1×10¹⁸ cm^-3；

所述SiGaN三维层中Si的掺杂浓度＜所述N-GaN层中Si的掺杂浓度。

3.如权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述SiGaN三维层的直径为10-30nm。

4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N-GaN层和所述MgN三维诱导层之间设有BN层；

所述BN层为B_yN_1-y层，其中，y的取值范围为0.2-0.4；

所述BN层的厚度为10-20nm；

所述BN层和所述MgN三维诱导层之间设有石墨烯层；

所述石墨烯层的厚度为20-30nm；

所述填平层为AlGaN层。

5.一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如权利要求1-4任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：

（1）提供衬底；

（2）在所述衬底上依次生长形核层、本征GaN层、N-GaN层、缓冲层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层；

所述缓冲层包括依次设于所述N-GaN层上的MgN三维诱导层、SiGaN三维层和填平层；

所述MgN三维诱导层为Mg_xN_1-x层，其中，x的取值范围为0.1-0.3，厚度为2-5nm；

所述SiGaN三维层的厚度为20-50nm；

所述填平层为AlGaN层或GaN层，其厚度为20-50nm；

所述填平层的厚度＞所述SiGaN三维层的厚度。

6.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述MgN三维诱导层和SiGaN三维层的生长温度为750-900℃，生长压力为300-500Torr；

所述填平层的生长温度为950-1000℃，生长压力为150-300Torr。

7.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述MgN三维诱导层和SiGaN三维层的生长载气为氢气和氮气，其中，所述氮气和氢气的体积比N₂：H₂2：1；

所述填平层的生长载气为氢气和氮气，其中，所述氮气和氢气的体积比N₂：H₂＜1：2。

8.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述缓冲层包括依次设于所述N-GaN层上的BN层、MgN三维诱导层、SiGaN三维层和填平层；

所述BN层的生长温度为1000-1050℃，生长压力为50-150Torr，生长载气为氢气。

9.如权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述缓冲层包括依次设于所述N-GaN层上的BN层、石墨烯层、MgN三维诱导层、SiGaN三维层和填平层；

所述石墨烯层的生长温度为800-1000℃，生长压力为7.5-375Torr，生长载气为氢气或/和氩气。

10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1~4任一项所述的发光二极管外延片。