[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衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、V形坑层、多量子阱层、位错屏蔽层、电子阻挡层和P型GaN层；所述位错屏蔽层包括依次生长于所述多量子阱层上的三维SiNsubgt;x/subgt;层、三维YGaN层和二维Mg、Cr共掺GaN层，其中，x为0.5~1。实施本发明，可提升发光二极管的发光效率、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

由于缺少合适的同质衬底材料，GaN材料通常都是在异质衬底上进行外延生长。由于GaN与衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，导致其外延沉积的GaN存在大量的穿透位错，位错附近晶体场受位错影响发生改变，在合适的生长条件下会诱导产生V形缺陷，也就是所谓的V形坑。研究表明，V形坑可以起到屏蔽位错的作用，提升有源区质量，提升发光二极管外延片的发光效率。但同时，V坑侧壁也会成为电子溢出的通道，造成电子向P型区泄露，这会导致抗静电能力下降。此外，为了填平V坑层，往往需要沉积较厚的P型层，这也提升了该层的吸光，影响发光效率。

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，其可提升发光二极管的发光效率和抗静电能力。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管。

为了解决上述问题，本发明公开了一种发光二极管外延片，其包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、V形坑层、多量子阱层、位错屏蔽层、电子阻挡层和P型GaN层；所述位错屏蔽层包括依次生长于所述多量子阱层上的三维SiN_x层、三维YGaN层和二维Mg、Cr共掺GaN层，其中，x为0.5~1。

作为上述技术方案的改进，所述三维SiN_x层的厚度为1nm~50nm，所述三维YGaN层的厚度为1nm~100nm，所述二维Mg、Cr共掺GaN层的厚度为10nm~200nm。

作为上述技术方案的改进，所述三维SiN_x层的厚度为5nm~15nm，所述三维YGaN层的厚度为20nm~30nm，所述二维Mg、Cr共掺GaN层的厚度为40nm~80nm。

作为上述技术方案的改进，所述三维YGaN层中Y组分占比为0.01~0.5；

所述二维Mg、Cr共掺GaN层中，Mg的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3~1×10²¹cm^-3，Cr的掺杂浓度为1×10²⁰cm^-3~5×10²¹cm^-3。

作为上述技术方案的改进，所述三维YGaN层中Y组分占比为0.02~0.25；

所述二维Mg、Cr共掺GaN层中，Mg的掺杂浓度为5×10¹⁹cm^-3~5×10²⁰cm^-3，Cr的掺杂浓度为5×10²⁰cm^-3~5×10²¹cm^-3。

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：

提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、V形坑层、多量子阱层、位错屏蔽层、电子阻挡层和P型GaN层；所述位错屏蔽层包括依次生长于所述多量子阱层上的三维SiN_x层、三维YGaN层和二维Mg、Cr共掺GaN层，其中，x为0.5~1。