【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种led外延片及其制备方法、led。
技术介绍
1、led具有体积小、坚固耐用、发光波段可控性强、光效高、低热损耗、光衰小、节能、环保等优点，在全色显示、背光源、信号灯、光电计算机互联、短距离通信等领域有着广泛的应用，逐渐成为目前电子电力学领域研究的热点。gan基材料具有宽带隙、高电子迁移率、高热导率、高稳定性等一系列优点，因此在高亮度蓝色发光二极管中有着广泛的应用和巨大的市场前景。目前led外延片的主要结构为衬底、缓冲层、n型层、多量子阱层、电子阻挡层及p型层，由于gan基材料固有的极化效应，产生的斯塔克效应会导致多量子阱中能带弯曲，减少了波函数的重合，从而减少了空穴与电子的有效复合效率。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种led外延片，提高载流子在有源区的辐射复合效率，从而提升led的发光效率。
2、本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种led外延片的制备方法，制得的led的发光效率高。
3、为达到上述技术效果，本专利技术提供了一种led外延片，包括衬底及依次沉积在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，所述有源层包括周期性交替层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层为n极性alinn层，第二子层为n极性algan量子垒层，第三子层为n极性alingan层，第四子层为ga极性ingan量子阱层。
4、作为上述技术方案的
5、作为上述技术方案的改进，所述第一子层的in组分占比为0.01~0.05，厚度为4nm~6nm；
6、所述第二子层的al组分占比为0.01~0.8，厚度为8nm~10nm；
7、所述第三子层的in组分占比为0.01~0.05，al组分占比为0.01~0.8，厚度为4nm~6nm；
8、所述第四子层的in组分占比为0.1~0.6，厚度为3nm~3.5nm。
9、作为上述技术方案的改进，所述第三子层的in组分占比大于所述第一子层的in组分占比。
10、作为上述技术方案的改进，所述有源层中最后两个周期的第一子层、第二子层和第三子层均进行mg掺杂，mg掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1016cm-3。
11、作为上述技术方案的改进，同一周期中的所述第一子层、第二子层和第三子层的mg掺杂浓度相同，最后一个周期的mg掺杂浓度大于倒数第二个周期的mg掺杂浓度。
12、相应的，本专利技术还公开了一种led外延片的制备方法，用于制备上述的led外延片，包括以下步骤：
13、提供一衬底，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，所述有源层包括周期性交替层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层为n极性alinn层，第二子层为n极性algan量子垒层，第三子层为n极性alingan层，第四子层为ga极性ingan量子阱层。
14、作为上述技术方案的改进，所述第一子层的生长温度为750℃~860℃，生长压力为100torr~300torr；
15、所述第二子层的生长温度为850℃~950℃，生长压力为100torr~300torr；
16、所述第三子层的生长温度为750℃~860℃，生长压力为100torr~300torr；
17、所述第四子层的生长温度为700℃~820℃，生长压力为100torr~300torr。
18、作为上述技术方案的改进，还包括在生长有源层的第一个周期的第一子层前对生长表面进行氮化处理。
19、相应的，本专利技术还公开了一种led，包括上述的led外延片。
20、实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
21、本专利技术通过交替层叠的第一子层、第二子层、第三子层以及第四子层形成混合极性的有源层结构。其中，第一子层、第二子层和第三子层为n极性结构，极化场与外电场方向相同，极化场与外电场共同加速电子、空穴向第四子层的注入，载流子注入效率进一步提高，增加了多量子阱的发光效率；第四子层为ga极性结构，ga极性相对n极性，可以有效提高量子阱的晶体质量，减少杂质的并入，从而提高有源层中的有效复合发光效率。本专利技术的有源层能够降低自发性极化效应，减少非辐射复合，促使量子阱能带拉平，电子空穴波函数更加重叠。
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1.一种LED外延片，其特征在于，包括衬底及依次沉积在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，所述有源层包括周期性交替层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层为N极性AlInN层，第二子层为N极性AlGaN量子垒层，第三子层为N极性AlInGaN层，第四子层为Ga极性InGaN量子阱层。
2.如权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述第一子层、第二子层、第三子层和第四子层交替层叠的周期数为7~11。
3.如权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述第一子层的In组分占比为0.01~0.05，厚度为4nm~6nm；
4.如权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述第三子层的In组分占比大于所述第一子层的In组分占比。
5.如权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述有源层中最后两个周期的第一子层、第二子层和第三子层均进行Mg掺杂，Mg掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1016cm-3。
6.如权利要求5所述的LED外延片，其特征在于，同一周期
7.一种LED外延片的制备方法，用于制备如权利要求1~6任一项所述的LED外延片，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的LED外延片的制备方法，其特征在于，所述第一子层的生长温度为750℃~860℃，生长压力为100Torr~300Torr；
9.如权利要求8所述的LED外延片的制备方法，其特征在于，还包括在生长有源层的第一个周期的第一子层前对生长表面进行氮化处理。
10.一种LED，其特征在于，所述LED包括如权利要求1~6中任一项所述的LED外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种led外延片，其特征在于，包括衬底及依次沉积在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，所述有源层包括周期性交替层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层为n极性alinn层，第二子层为n极性algan量子垒层，第三子层为n极性alingan层，第四子层为ga极性ingan量子阱层。
2.如权利要求1所述的led外延片，其特征在于，所述第一子层、第二子层、第三子层和第四子层交替层叠的周期数为7~11。
3.如权利要求1所述的led外延片，其特征在于，所述第一子层的in组分占比为0.01~0.05，厚度为4nm~6nm；
4.如权利要求1所述的led外延片，其特征在于，所述第三子层的in组分占比大于所述第一子层的in组分占比。
5.如权利要求1所述的led外延片，其特征在于，所述有源层中最后两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹斌斌，郑文杰，程龙，高虹，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，
类型：发明
国别省市：
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