发光二极管外延片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管


[0001]本专利技术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
。

技术介绍

[0002]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缓冲层
、
非掺杂
GaN
层
、N
型
GaN
层
、
有源层
、
电子阻挡层
、P
型
GaN
层
。
由于电子迁移率高，导致电子容易从有源层溢出到
P
型
GaN
层并与空穴复合，从而降低发光效率，此问题在大电流密度下体现的更加严重，因此在外延层中通常设计有电子阻挡层，实现对电子的阻挡，现有电子阻挡层往往为高
Al
组分的
AlGaN
材料，这使得现有电子阻挡层在外延生长时会产生大量的位错，影响
P
型
GaN
层的晶体质量，使得
P
型
GaN
层中形成严重的非辐射复合中心，另一方面，高
Al
组分的电子阻挡层在阻挡电子的同时，因高势垒以及自发极化和压电极化的作用，电子阻挡层也同时阻碍了
P
型
GaN
层的空穴向有源层注入，影响发光效率
。

技术实现思路

[0003]本专利技术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，其可提高发光二极管的发光效率
。
[0004]本专利技术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
。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术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缓冲层
、
非掺杂
GaN
层
、N
型
GaN
层
、
有源层
、
电子阻挡层和
P
型
GaN
层；所述电子阻挡层包括
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层
。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层中
Mn
的掺杂浓度为1×
10
18
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3，
Zn
的掺杂浓度为1×
10
18
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3，
0.2≤x≤0.8
，
0≤y≤0.2。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层的厚度为
10nm
‑
100nm。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述电子阻挡层还包括
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层设于所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层之上
。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层中
Mg
的掺杂浓度为1×
10
17
cm
‑3‑1×
10
19
cm
‑3，
0.1≤a≤0.5
，
0≤b≤0.1
，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层的厚度为
5nm
‑
20nm。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层的晶格常数介于所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层与所述
P
型
GaN
层之间，且沿外延生长的方向逐渐增大
。
[0011]相应的，本专利技术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：
[0012]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
、
有源层
、
电子
阻挡层和
P
型
GaN
层；所述电子阻挡层包括
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层
。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层的生长温度为
850℃
‑
1050℃
，生长压力为
50torr
‑
200torr。
[0014]作为上述技术方案的改进，所述电子阻挡层还包括
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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缓冲层
、
非掺杂
GaN
层
、N
型
GaN
层
、
有源层
、
电子阻挡层和
P
型
GaN
层；其特征在于，所述电子阻挡层包括
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层
。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
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层中
Mn
的掺杂浓度为1×
10
18
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3，
Zn
的掺杂浓度为1×
10
18
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3，
0.2≤x≤0.8
，
0≤y≤0.2。3.
如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层的厚度为
10nm
‑
100nm。4.
如权利要求1‑3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述电子阻挡层还包括
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层设于所述
Mn/Zn
共掺的
Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N
层之上
。5.
如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N
层中
Mg
的掺杂浓度为1×
10
17
cm
‑3‑1×
10
19
cm
‑3，
0.1≤a≤0.5
，
0≤b≤0.1
，所述
Mg
掺
Al
a
In
b
G...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯合林，谢志文，张铭信，陈铭胜，文国昇，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：