【技术实现步骤摘要】
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
1、gan基发光二极管外延片一般结构为：由下至上依次层叠的衬底、缓冲层、n型gan层、ingan-gan型多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层。由于电子和空穴在多量子阱层中浓度不同，且两者的迁移率也相差较大，这导致电子容易从多量子阱层泄露，进入p型gan层，其能量最终转换成热能，造成载流子的损耗，降低发光效率。此外，电子阻挡层不仅会阻挡电子，也会降低空穴注入多量子阱层的效率。这两者都降低了发光二极管的发光效率。
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。
2、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，其包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；
3、其中，所述多量子阱层包括依次层叠于所述n型gan层上的第一多量子阱层、末阱层和末垒层，所述第一多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替层叠形成的周期性结构，所述量子阱层、末阱层均为ingan量子阱层，所述量子垒层为gan量子垒层；
4、所述末垒层包括依次层叠于末阱层上的alingan层、超晶格层、aln层、第一含硼氮化物层和第二含硼氮化物层；
5、所述超晶格层包括交替层叠的algan层和mg掺gan层；
6、所述第一含硼氮化物层与
7、作为上述技术方案的改进，所述第一含硼氮化物层的禁带宽度大于所述第二含硼氮化物层的禁带宽度。
8、作为上述技术方案的改进，沿所述发光二极管外延片的生长方向，所述alingan层中al组分占比逐渐上升，in组分占比逐渐降低。
9、作为上述技术方案的改进，所述超晶格层的周期数≥3；
10、所述algan层与所述mg掺gan层的厚度之比为1:1~1:8；
11、所述algan层中al组分占比≤0.15。
12、作为上述技术方案的改进，所述aln层的厚度≤5nm。
13、作为上述技术方案的改进，所述第一含硼氮化物层的厚度与所述第二含硼氮化物层的厚度之比为1:2~1:6。
14、作为上述技术方案的改进，所述alingan层中al组分占比为0.01~0.1，in组分占比为0.03~0.1，其厚度为1nm~3nm；
15、所述超晶格层的周期数为4~10，其厚度为10nm~50nm，所述algan层中al组分占比为0.01~0.1；所述mg掺gan层中mg掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1019cm-3；
16、所述aln层的厚度为0.5nm~4.5nm；
17、所述第一含硼氮化物层中b组分占比为0.05~0.15，其厚度为3nm~25nm，mg掺杂浓度为1×1019cm-3~1×1021cm-3；
18、所述第二含硼氮化物层中b组分占比为0.01~0.1，其厚度为10nm~70nm，mg掺杂浓度为1×1019cm-3~1×1021cm-3。
19、相应地，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：
20、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、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；
21、其中，所述多量子阱层包括依次层叠于所述n型gan层上的第一多量子阱层、末阱层和末垒层，所述第一多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替层叠形成的周期性结构，所述量子阱层、末阱层均为ingan量子阱层，所述量子垒层为gan量子垒层；
22、所述末垒层包括依次层叠于末阱层上的alingan层、超晶格层、aln层、第一含硼氮化物层和第二含硼氮化物层；
23、所述超晶格层包括交替层叠的algan层和mg掺gan层；
24、所述第一含硼氮化物层与所述第二含硼氮化物层均为bgan层和/或bingan层，所述第一含硼氮化物层、第二含硼氮化物层中均掺杂有mg，且其mg掺杂浓度均大于所述mg掺gan层的mg掺杂浓度。
25、作为上述技术方案的改进，所述alingan层的生长温度为800℃~1000℃，生长压力为50torr~500torr；
26、所述超晶格层的生长温度为800℃~1000℃，生长压力为50torr~500torr；
27、所述aln层的生长温度为650℃~800℃，生长压力为50torr~500torr；
28、所述第一含硼氮化物层的生长温度为1000℃~1100℃，生长压力为50torr~500torr；
29、所述第二含硼氮化物层的生长温度为900℃~1050℃，生长压力为50torr~500torr。
30、相应地，本专利技术还公开了一种发光二极管，其包括上述的发光二极管外延片。
31、实施本专利技术，具有如下有益效果：
32、本专利技术一实施例的发光二极管外延片中，以依次层叠于末阱层上的alingan层、超晶格层、aln层、第一含硼氮化物层和第二含硼氮化物层作为末垒层。其中，alingan层引入了in组分，降低了末阱层与末垒层之间的晶格失配，弱化了压电极化效应，提升了电子、空穴在多量子阱层中的复合效率。超晶格层包括交替层叠的algan层和mg掺gan层，algan层可提升末垒层的势垒，降低电子溢出多量子阱层的概率，mg掺gan层可提升空穴注入效率，而且通过采用超晶格结构可弱化algan材料所产生的强极化效应，提升电子、空穴在多量子阱层中的复合效率。第一含硼氮化物层、第二含硼氮化物层中引入了硼，提高了势垒，进一步降低了电子溢流的概率，而且第一含硼氮化物层、第二含硼氮化物层中均掺杂有mg，由于硼可降低mg的激活能，提升了第一含硼氮化物层、第二含硼氮化物层中有效空穴的浓度。因此，基于本实施例的发光二极管外延片，可减少电子溢流，提升空穴注入多量子阱层的效率，从而提升多量子阱层中电子、空穴的复合概率，提升发光效率。
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1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型GaN层；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一含硼氮化物层的禁带宽度大于所述第二含硼氮化物层的禁带宽度。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，沿所述发光二极管外延片的生长方向，所述AlInGaN层中Al组分占比逐渐上升，In组分占比逐渐降低。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格层的周期数≥3；
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlN层的厚度≤5nm。
6.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一含硼氮化物层的厚度与所述第二含硼氮化物层的厚度之比为1:2~1:6。
7.如权利要求1~6任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlInGaN层中Al组分占比为0.01~0.1，In组分占比为0.03~0.1，其厚度为1nm~3nm；
8.一种发光二极管外延
9.如权利要求8所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述AlInGaN层的生长温度为800℃~1000℃，生长压力为50torr~500torr；
10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1~7任一项所述的发光二极管外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层和p型gan层；
2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一含硼氮化物层的禁带宽度大于所述第二含硼氮化物层的禁带宽度。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，沿所述发光二极管外延片的生长方向，所述alingan层中al组分占比逐渐上升，in组分占比逐渐降低。
4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格层的周期数≥3；
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述aln层的厚度≤5nm。
6.如权利要求1所述的发光二极...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡加辉，郑文杰，高虹，刘春杨，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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