[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管有效
| 申请号： | 202310079160.9 | 申请日： | 2023-02-08 |
| 公开（公告）号： | CN115832134B | 公开（公告）日： | 2023-05-02 |
| 发明（设计）人： | 张彩霞;印从飞;程金连;刘春杨;胡加辉;金从龙 | 申请（专利权）人： | 江西兆驰半导体有限公司 |
| 主分类号： | H01L33/12 | 分类号： | H01L33/12;H01L33/00 |
| 代理公司： | 广州三环专利商标代理有限公司 44202 | 代理人： | 李素兰 |
| 地址： | 330000 江西省南昌市南*** | 国省代码： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 发光二极管 外延 及其 制备 方法 | ||
本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，其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；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。本发明还公开了一种发光二极管。采用本发明可以有效释放底层应力，使多量子阱区的电子空穴分布均匀，提升电子的扩展能力，提高发光二极管的发光效率和抗静电能力。
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。
背景技术
最早的外延片结构直接在N型半导体层上生长多量子阱会导致发光效率低，抗静电能力差，为了改善该结构的缺陷，现有的外延片结构在N型半导体层和多量子阱中间插入一个低温应力释放层，该应力释放层为InGaN层，但是多量子阱中电子和空穴不平衡现象和量子阱缺陷多，依然存在发光效率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，可以有效释放底层应力，使多量子阱区的电子空穴分布均匀，提升电子的扩展能力，提高发光二极管的发光效率和抗静电能力。
为了解决上述技术问题，本发明公开了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；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。
作为上述方案的改进，所述MgN三维诱导层为MgxN1-x层，其中，x的取值范围为0.1-0.3；
所述SiGaN三维层中Si的掺杂浓度为1×1016-1×1018cm-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。
作为上述方案的改进，所述MgN三维诱导层的厚度为2-5nm；
所述SiGaN三维层的厚度为20-50nm，直径为10-30nm；
所述填平层的厚度为20-50nm；
所述填平层的厚度＞所述SiGaN三维层的厚度。
作为上述方案的改进，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ByN1-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。
相应地，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备如上所述的发光二极管外延片，其包括：
（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。
作为上述方案的改进，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；
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