[发明专利]黄绿光LED外延片及其制备方法、黄绿光LED

说明书

本发明公开了一种黄绿光LED外延片及其制备方法、黄绿光LED，涉及半导体光电器件领域。其中，黄绿光LED外延片包括衬底，层叠于衬底上的缓冲层、U‑GaN层、N‑GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P‑GaN层，多量子阱层包括第一多量子阱层和第二多量子阱层；第一多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括Insubgt;2/subgt;SSe层、Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1‑x/subgt;N层和第一GaN层，x为0.2~0.35；第二多量子阱层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的Insubgt;y/subgt;Gasubgt;1‑y/subgt;N层和第二GaN层，y为0.1~0.2。实施本发明，可提升发光效率，且不显著提升工作电压。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种黄绿光LED外延片及其制备方法、黄绿光LED。

背景技术

黄绿光LED指发光波长为530nm~570nm的LED。目前黄绿光LED的多量子阱层多采用InGaN/GaN结构，且其In组分的含量在30%以上。另一方面，InGaN 材料与GaN存在大的晶格失配，使得InGaN/GaN量子阱中存在很大的压应变，从而形成强的极化电场。极化电场使得能带倾斜，使得电子空穴波函数交叠减少，降低了电子空穴的辐射复合效率，即量子限制斯塔克效应（QCSE）。而黄绿光LED中In组分含量高，导致QCSE更为显著，使得黄绿光LED的发光效率较常见的蓝光LED、紫外LED更低。此外，In组分增加也会造成InGaN材料的晶格质量大幅下降，造成材料中缺陷和位错密度增加，促进InGaN材料相分离，增加非辐射复合中心的数量，降低发光效率。

现有技术解决该问题的技术方案通常是在InGaN层与GaN层之间引入AlGaN，以减少晶格失配，弱化压电极化效应。然而AlGaN的带隙较宽，会造成黄绿光LED的工作电压大幅提升（20mA下达到5V以上）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种黄绿光LED外延片及其制备方法，其可提升黄绿光LED的发光效率，不显著提升其工作电压。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种黄绿光LED，其发光效率高，工作电压低。

为了解决上述问题，本发明公开了一种黄绿光LED外延片，包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层包括依次层叠于所述N-GaN层上的第一多量子阱层和第二多量子阱层；

所述第一多量子阱层为周期性结构，周期数为2~4，每个周期均包括依次层叠的In₂SSe层、In_xGa_1-xN层和第一GaN层，其中，x为0.2~0.35；

所述第二多量子阱层为周期性结构，周期数为3~10，每个周期均包括依次层叠的In_yGa_1-yN层和第二GaN层，其中，y为0.1~0.2。

作为上述技术方案的改进，所述In₂SSe层的厚度为2nm~10nm，所述In_xGa_1-xN层的厚度为3nm~5nm，所述第一GaN层的厚度为12nm~20nm；

所述In_yGa_1-yN层的厚度为2nm~5nm，所述第二GaN层的厚度为8nm~15nm。

作为上述技术方案的改进，所述第一AlGaInN层中Al组分占比为0.03~0.1，In组分占比为0.05~0.2，其厚度为1nm~3nm。

作为上述技术方案的改进，每个周期的第二多量子阱层均包括In_yGa_1-yN层、第二AlGaInN层和第二GaN层。