[发明专利]发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。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型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层；所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层和第二子层；其中，所述第一子层为MgInGaN层；所述第二子层包括依次层叠的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;层和MgGaN层。实施本发明，可提升发光二极管的发光效率，降低工作电压。

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

目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引越来越多的人关注。外延结构对发光二极管的光电性能具有很大影响。传统的发光二极管外延片包括：衬底，以及在衬底上依次生长的形核层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、P型半导体层。由于电子迁移率高，所以现阶段采用高Al掺杂的AlGaN材料或者AlGaN/InGaN超晶格材料作为电子阻挡层，但是高Al组分会带来工作电压高，并且对空穴有一定的阻挡的负面效果，并且由于Al原子的迁移率较低，粘滞效应高，Al原子分布不均匀，影响电子阻挡，造成电子溢流的现象，导致发光效率降低。

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，其可降低发光二极管的工作电压，提高发光效率。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高、工作电压低。

为了解决上述问题，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型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层；所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层和第二子层；

其中，所述第一子层为MgInGaN层；

所述第二子层包括依次层叠的Ga₂O₃层和MgGaN层。

作为上述技术方案的改进，所述MgInGaN层中In组分的占比沿外延方向由0.2-0.4逐渐降低至0。

作为上述技术方案的改进，所述MgInGaN层中Mg的掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-3-1×10¹⁶cm^-3，所述MgInGaN层的厚度为5nm-50nm。

作为上述技术方案的改进，所述MgInGaN层中In源为间歇性通入，其中，中断时间为1s-5s，通入时间为5s-10s；

所述MgInGaN层中Ga源为间歇性通入，当In源中断时，Ga源通入，Ga源通入时间与In源中断时间相同；当In源通入时，Ga源中断，Ga源中断时间与In源通入时间相同。

作为上述技术方案的改进，所述Ga₂O₃层的厚度为15nm-200nm；

所述MgGaN层的厚度为3nm-50nm，Mg的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3-1×10¹⁸cm^-3。

作为上述技术方案的改进，所述第二子层为周期性结构，周期数为3-10；

其中，单个所述Ga₂O₃层的厚度为5nm-20nm；

单个所述MgGaN层的厚度为1nm-5nm。

相应的，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：