CN112366257A - 发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管制作领域。多量子阱层中阱层包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层。阱层中部捕获更多的电子并，减小电子的迁移速率，载流子分布更均匀。垒层包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层。垒层与阱层之间通过BInGaN材料进行良好过渡，减小阱层与垒层之间由于晶格失配而产生的缺陷，提高阱层与垒层的晶体质量并最终提高发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本公开涉及发光二极管制作领域，特别涉及发光二极管外延片及其制备方法。
背景技术
发光二极管是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等，提高芯片发光效率是发光二极管不断追求的目标。
相关技术中，发光二极管的外延片通常包括衬底及在衬底上依次生长的n型GaN层、多量子阱层及p型GaN层。相关技术中，多量子阱层通常包括交替层叠的InGaN阱层与GaN垒层。
但InGaN阱层与GaN垒层之间原本就存在较大的晶格失配及压电极化效应，导致多量子阱层中会存在较多缺陷与漏电通道，导致最终得到的发光二极管外延片的发光效率较低。
发明内容
本公开实施例提供了发光二极管外延片及其制备方法，能够提高多量子阱层的晶体质量以提高最终得到的发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的n型GaN层、多量子阱层及p型GaN层，
所述多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，所述阱层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层；
所述垒层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层。
可选地，所述第一BInGaN子阱层的厚度、所述第二BInGaN子阱层的厚度、所述InN子阱层的厚度均相等，所述第一InGaN子阱层的厚度与所述第二InGaN子阱层的厚度相等，且所述InN子阱层的厚度为所述第一InGaN子阱层的厚度的0.3～0.5倍。
可选地，所述第一BInGaN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述第二BInGaN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述InN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述第一InGaN子阱层的厚度为1～2nm，所述第二InGaN子阱层的厚度为1～2nm。
可选地，所述第一BInGaN子阱层的In的组分与所述第二BInGaN子阱层的In的组分相等，所述第一InGaN子阱层的In的组分与所述第二InGaN子阱层的In的组分相等，且所述第一BInGaN子阱层的In的组分与所述第一InGaN子阱层的In的组分的比值为0.1～0.3，所述第一InGaN子阱层的In的组分与所述InN子阱层的In的组分的比值为0.3～0.5。
可选地，所述第一BInGaN子垒层的厚度、所述第二BInGaN子垒层的厚度、所述BN子垒层的厚度均相等，所述第一BGaN子垒层的厚度与所述第二BGaN子垒层的厚度相等，且所述BN子垒层的厚度为所述第一BGaN子垒层的厚度的0.3～0.5倍。
可选地，所述第一BInGaN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述第二BInGaN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述BN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述第一BGaN子垒层的厚度为1.8～3.8nm，所述第二BGaN子垒层的厚度为1.8～3.8nm。
可选地，所述第一BInGaN子垒层中B的组分与所述第二BInGaN子垒层中B的组分相等，所述第一BGaN子垒层中B的组分与所述第二BGaN子垒层中B的组分相等，且所述第一BInGaN子垒层中B的组分与所述第一BGaN子垒层中B的组分的比值为0.05～0.15，所述第一BGaN子垒层中B的组分与所述BN子垒层中B的组分的比值为0.1～0.3。
本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长n型GaN层；
在所述n型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，所述阱层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层，所述垒层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层；
在所述多量子阱层上生长p型GaN层。
可选地，所述第一BInGaN子阱层的生长温度与所述第二BInGaN子阱层的生长温度相等，所述第一InGaN子阱层的生长温度与所述第二InGaN子阱层的生长温度相等，且所述第一InGaN子阱层的生长温度较所述第一BInGaN子阱层的生长温度低20～50℃，所述InN子阱层的生长温度较所述第一InGaN子阱层的生长温度低20～50℃。
可选地，所述第一BInGaN子垒层的生长温度与所述第二BInGaN子垒层的生长温度相等，所述第一BGaN子垒层的生长温度与所述第二BGaN子垒层的生长温度相等，且所述第一BGaN子垒层的生长温度较所述第一BInGaN子垒层的生长温度高20～50℃，所述BN子垒层的生长温度较所述第一BGaN子垒层的生长温度高20～50℃。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，将阱层设置为包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层。一方面阱层中由于InN子阱层的存在，阱层中部的势垒大幅度降低，可以捕获更多的电子并将电子留存在阱层的中部，减小电子的迁移速率以使多量子阱层中载流子的分布更均匀。另一方面InN子阱层分别通过InGaN材料与BInGaN材料过渡至垒层，过渡层较多且的In的组分含量由阱层的中部到垒层逐渐减少，可以减小In原子在生长时渗透至垒层中的可能，大幅度保留阱层中In元素的同时也可以提高垒层本身的生长质量。而垒层包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层。垒层与阱层之间通过BInGaN材料进行良好过渡，可以减小阱层与垒层之间由于晶格失配而产生的缺陷，提高阱层与垒层的晶体质量并最终提高发光二极管的发光效率。并且垒层中均包含有B原子，较小的B原子很容易填充InGaN材料和GaN材料中的缺陷和位错的位置，形成稳定的晶胞结构并减小缺陷的存在，减少载流子在缺陷处进行非辐射复合发光的机率，从而提高发光二极管的发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制备方法流程图；
图4是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图，参考图1可知，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，该发光二极管外延片包括衬底1及依次层叠在衬底1上的n型GaN层2、多量子阱层3及p型GaN层4。
多量子阱层3包括交替层叠的阱层31与垒层32，阱层31包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层311、第一InGaN子阱层312、InN子阱层313、第二InGaN子阱层314、第二BInGaN子阱层315。垒层32包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层321、第一BGaN子垒层322、BN子垒层323、第二BGaN子垒层324、第二BInGaN子垒层325。
多量子阱层3包括交替层叠的阱层31与垒层32，将阱层31设置为包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层311、第一InGaN子阱层312、InN子阱层313、第二InGaN子阱层314、第二BInGaN子阱层315。一方面阱层31中由于InN子阱层313的存在，阱层31中部的势垒大幅度降低，可以捕获更多的电子并将电子留存在阱层31的中部，减小电子的迁移速率以使多量子阱层3中载流子的分布更均匀。另一方面InN子阱层313分别通过InGaN材料与BInGaN材料过渡至垒层32，过渡层较多且的In的组分含量由阱层31的中部到垒层32逐渐减少，可以减小In原子在生长时渗透至垒层32中的可能，大幅度保留阱层31中In元素的同时也可以提高垒层32本身的生长质量。而垒层32包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层321、第一BGaN子垒层322、BN子垒层323、第二BGaN子垒层324、第二BInGaN子垒层325。垒层32与阱层31之间通过BInGaN材料进行良好过渡，可以减小阱层31与垒层32之间由于晶格失配而产生的缺陷，提高阱层31与垒层32的晶体质量并最终提高发光二极管的发光效率。并且垒层32中均包含有B原子，较小的B原子很容易填充InGaN材料和GaN材料中的缺陷和位错的位置，形成稳定的晶胞结构并减小缺陷的存在，减少载流子在缺陷处进行非辐射复合发光的机率，从而提高发光二极管的发光效率。
同时，垒层32整体相对阱层31势垒较高，可以有效阻挡电子的跃迁以减小电子溢出可能，也有利于将电子存储在阱层31中。进一步提高发光二极管外延片的发光效率。
示例性地，阱层31中第一BInGaN子阱层311的厚度、第二BInGaN子阱层315的厚度、InN子阱层313的厚度均相等，第一InGaN子阱层312的厚度与第二InGaN子阱层314的厚度相等，且InN子阱层313的厚度为第一InGaN子阱层312的厚度的0.3～0.5倍。
阱层31中各子层的厚度位于以上范围内时，一方面阱层31整体为对称结构，阱层31本身在生长时，InN子阱层313的前后生长所积累的应力可以相互抵消部分，由此减小阱层31整体生长时内部会存在的应力，及应力带来的缺陷，提高阱层31的晶体质量。而第一BInGaN子阱层311的厚度、InN子阱层313的厚度均为第一InGaN子阱层312的厚度的0.3～0.5倍，第一BInGaN子阱层311、第二BInGaN子阱层315的厚度最小，可以在便于从阱层31稳定过渡到垒层32的同时，不过多增加多量子阱层3的制备成本，而InN子阱层313的厚度最小，可以在提高阱层31捕获电子能力的同时，避免InN层过厚而出现较多缺陷。第一InGaN子阱层312与第二InGaN子阱层314最厚，则可以保证阱层31本身质量较好，且提供电子与空穴主要的复合空间。
可选地，阱层31的厚度可为2～5nm，垒层32的厚度可为8～20nm。阱层31的层数与垒层32的层数均可为8～15。得到的多量子阱层3的质量较好，且多量子阱层3本身的制备成本也不会过高。
示例性地，第一BInGaN子阱层311的厚度可为0.3～0.8nm，第二BInGaN子阱层315的厚度可为0.3～0.8nm，InN子阱层313的厚度可为0.3～0.8nm，第一InGaN子阱层312的厚度可为1～2nm，第二InGaN子阱层314的厚度为1～2nm。
阱层31的整体厚度在正常范围内，而阱层31中每一子阱层的厚度在以上范围内时，得到的阱层31的质量较好，且最终得到的发光二极管的发光效率也较高。
可选地，第一BInGaN子阱层311的In的组分与第二BInGaN子阱层315的In的组分相等，第一InGaN子阱层312的In的组分与第二InGaN子阱层314的In的组分相等，且第一BInGaN子阱层311的In的组分与第一InGaN子阱层312的In的组分的比值为0.·～0.3，第一InGaN子阱层312的In的组分与InN子阱层313的In的组分的比值为0.3～0.5。
阱层31中各子阱层中的In组分在以上范围内，得到的阱层31本身晶体质量较好且可以有效束缚电子，阱层31的势垒中间低两边高，也可以有效存积部分电子，减小电子的迁移速度与电子的溢流。第一BInGaN子阱层311的In的组分与第一InGaN子阱层312的In的组分的比值在以上范围内，第一BInGaN子阱层311更容易过渡至第一InGaN子阱层312，二者之间晶格失配更小。第一InGaN子阱层312的In的组分与InN子阱层313的In的组分的比值，在以上范围内，第一InGaN子阱层312可以实现从第一BInGaN子阱层311到InN子阱层313的良好过渡。
可选地，第一BInGaN子阱层311的In的组分为0～0.2，所述第一InGaN子阱层312的In的组分为0.2～0.5。得到的阱层31的晶体质量较好。
示例性地，第一BInGaN子垒层321中B的组分为0～0.2，所述第一BGaN子垒层322中B的组分为0.2～0.5。
得到的垒层32的晶体质量较好。且在阱层31中第一BInGaN子阱层311的In的组分为0～0.2，所述第一InGaN子阱层312的In的组分为0.2～0.5时，垒层32中B的组分在以上范围内，垒层32与阱层31的势垒差较为合理，可以保证阱层31稳定捕获电子而不会对阱层31及垒层32的晶体质量造成较大影响。
可选地，第一BInGaN子垒层321中B的组分与第二BInGaN子垒层325中B的组分相等，第一BGaN子垒层322中B的组分与第二BGaN子垒层324中B的组分相等，且第一BInGaN子垒层321中B的组分与第一BGaN子垒层322中B的组分的比值为0.05～0.15，第一BGaN子垒层322中B的组分与BN子垒层323中B的组分的比值为0.1～0.3。
垒层32中各子垒层中的In组分在以上范围内，得到的垒层32本身晶体质量较好且可以有效束缚电子，垒层32的势垒中间高两边低，也可以有效阻挡部分电子，减小电子的迁移速度与电子的溢流。第一BInGaN子垒层321中B的组分与第一BGaN子垒层中B的组分的比值在以上范围内，第一BInGaN子垒层321更容易过渡至第一BGaN子垒层322，二者之间晶格失配更小。第一BGaN子垒层322中B的组分与BN子垒层323中B的组分的比值，在以上范围内，第一BGaN子垒层322可以实现从第一BInGaN子垒层321到BN子垒层323的良好过渡。
可选地，第一BInGaN子垒层321的厚度、第二BInGaN子垒层325的厚度、BN子垒层323的厚度均相等，第一BGaN子垒层322的厚度与第二BGaN子垒层324的厚度相等，且BN子垒层323的厚度为第一BGaN子垒层322的厚度的0.3～0.5倍。
垒层32中各子类层的厚度在以上范围内，垒层32同样接近对称结构，BN子垒层323两侧由于生长积累的应力可以相互抵消部分。另一方面，垒层32中的层次与阱层31中的层次相对，依次交替生长可以释放一定的应力，进一步减小缺陷。而BN子垒层323的厚度较小，可以一定程度上起到阻挡电子的作用，但阻挡电子的作用不会过强导致电子难以迁移的情况出现，得到的发光二极管外延片的质量也较好。而第一BInGaN子垒层321则可以在第二BInGaN子阱层315上良好生长形成过渡，合理保证垒层32质量的同时，不会造成材料浪费。厚度较大的第一BGaN子垒层322则可以起到良好的过渡及阻挡电子的作用。
可选地，第一BInGaN子垒层321的厚度可为0.8～1.5nm，第二BInGaN子垒层325的厚度为0.8～1.5nm，BN子垒层323的厚度为0.8～1.5nm，第一BGaN子垒层322的厚度为1.8～3.8nm，第二BGaN子垒层324的厚度为1.8～3.8nm。
垒层32的整体厚度在正常范围内，而垒层32中每一子垒层的厚度在以上范围内时，得到的垒层32的质量较好，且最终得到的发光二极管的发光效率也较高。
图2是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的结构示意图，参考图2可知，在本公开提供的另一种实现方式中，发光二极管外延片可包括衬底1及生长在衬底1上的缓冲层5、非掺杂GaN层6、n型GaN层2、多量子阱层3、AlGaN电子阻挡层7、p型GaN层4及p型接触层8。
需要说明的是，图2中所示的多量子阱层3与图1中所示的多量子阱层3的结构相同，此处不再赘述。
可选地，衬底1可为蓝宝石衬底1。易于制作与获取。
示例性地，缓冲层5可为AlN缓冲层5。能够保证在低温缓冲层5上生长的外延薄膜的晶体质量。
可选地，缓冲层5的厚度可为10～30nm。能够减小n型GaN层2与衬底1之间的晶格失配，保证外延层的生长质量。
示例性地，非掺杂GaN层6的厚度可为1～3.5μm。此时得到的发光二极管外延片的质量较好。
在本公开提供的一种实现方式中，非掺杂GaN层6的厚度还可为1μm。本公开对此不做限制。
可选地，n型GaN层2的掺杂元素可为Si，且Si元素的掺杂浓度可为1×1018～1×1019cm-3。n型GaN层2整体的质量较好。
示例性地，n型GaN层2的厚度可为2～3μm。得到的n型GaN层2整体的质量较好。
在本公开提供的一种实现方式中，n型GaN层2的厚度可为2μm。本公开对此不做限制。
可选地，AlGaN电子阻挡层7中Al组分可为0.15～0.25。阻挡电子的效果较好。
可选地，p型GaN层4可掺Mg，p型GaN层4的厚度可与图1中所示结构相同，此处不再赘述。
示例性地，p型接触层8的厚度可为15nm。
需要说明的是，图2中所示的外延片结构相对图1中所示的外延片结构，在缓冲层5与n型GaN层2之间增加了缓解晶格失配的缓冲层5与非掺杂GaN层6，并在p型GaN层4上还生长有p型接触层8。得到的外延片的质量及发光效率会更好。
图3是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制备方法流程图，如图3所示，该发光二极管外延片制备方法包括：
S101：提供一衬底。
S102：在衬底上依次生长n型GaN层。
S103：在n型GaN层上生长多量子阱层，多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，阱层包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层，垒层包括沿发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层。
S104：在多量子阱层上生长p型GaN层。
图3中所示的发光二极管外延片的制备方法的技术效果，可参考图1中所示的发光二极管外延片对应的技术效果，因此此处不再对制备方法的技术效果进行赘述。
可选地，步骤S103中，第一BInGaN子阱层的生长温度与第二BInGaN子阱层的生长温度相等，第一InGaN子阱层的生长温度与第二InGaN子阱层的生长温度相等，且第一InGaN子阱层的生长温度较第一BInGaN子阱层的生长温度低20～50℃，InN子阱层的生长温度较第一InGaN子阱层的生长温度低20～50℃。
阱层中各子阱层在生长时，温度在以上范围内，各子阱层的生长温度的过渡较为平缓，不会造成In元素较大幅度地移动，各子阱层可以稳定生长，得到的阱层的晶体质量较好。
示例性地，第一BInGaN子阱层的生长温度可为800～850℃，第一InGaN子阱层的生长温度可为730～800℃，InN子阱层的生长温度可为680～710℃。得到的阱层的晶体质量较好。
可选地，步骤S103中，第一BInGaN子垒层的生长温度与第二BInGaN子垒层的生长温度相等，第一BGaN子垒层的生长温度与第二BGaN子垒层的生长温度相等，且第一BGaN子垒层的生长温度较第一BInGaN子垒层的生长温度高20～50℃，BN子垒层的生长温度较第一BGaN子垒层的生长温度高20～50℃。
垒层中各子垒层在生长时，温度在以上范围内，各子垒层的生长温度的过渡较为平缓，不会造成In元素较大幅度地移动，各子垒层可以稳定生长，得到的垒层的晶体质量较好。
示例性地，第一BInGaN子垒层的生长温度可为800～850℃，第一BGaN子垒层的生长温度可为820～890℃，BN子垒层的生长温度可为850～920℃。得到的垒层的晶体质量较好。
执行完步骤S104之后的发光二极管的外延片结构可参考图1。
图4是本公开实施例提供的另一种发光二极管外延片的制备方法流程图，如图4所示，该发光二极管外延片制备方法包括：
S201：提供一衬底。
其中，衬底可为蓝宝石衬底。易于实现与制作。
可选地，步骤S201还可包括：在氢气气氛下，处理衬底用于生长外延层的表面5～6min。
示例性地，处理衬底用于生长外延层的表面时，反应腔的温度可为1000～1100℃，反应腔的压力可为200～500torr。
S202：在衬底上生长缓冲层。
缓冲层可为AlN缓冲层。AlN层可通过磁控溅射得到。
示例性地，AlN层的沉积温度可为400～800℃，溅射功率可为3000～5000W，压力可为2～20mtorr。得到的AlN层的质量较好。
S203：在缓冲层上生长非掺杂GaN层。
非掺杂GaN层的厚度可为0.5～3um。
示例性地，非掺杂GaN层的生长温度可为1000～1100℃，生长压力控制在100～300torr。得到的非掺杂GaN层的质量较好。
S204：在非掺杂GaN层上生长n型GaN层。
可选地，n型GaN层可为n型GaN层，n型GaN层的生长温度可为1000～1100℃，n型GaN层的生长压力可为100～300Torr。
可选地，n型GaN层的厚度可为0.5～3um。
S205：在n型GaN层上生长多量子阱层。
需要说明的是，步骤S205中多量子阱层的生长条件、生长方式及结构，与图3的步骤S103中多量子阱层的生长条件、生长方式及结构相同。此处不再赘述。
S206：在多量子阱层上生长AlGaN电子阻挡层。
AlGaN电子阻挡层的生长温度可为800～1000℃，AlGaN电子阻挡层的生长压力可为100～300Torr。在此条件下生长得到的AlGaN电子阻挡层的质量较好，有利于提高发光二极管的发光效率。
S207：在AlGaN电子阻挡层上生长p型GaN层。
可选地，p型GaN层的生长压力可为200～600Torr，p型GaN层的生长温度可为800～1000℃。
S208：在p型GaN层上生长p型接触层。
可选地，p型接触层的生长压力可为100～300Torr，p型接触层的生长温度可为800～1000℃。
需要说明的是，图4中所示的发光二极管外延片的制备方法，相对图3中所示的发光二极管的制备方法，提供了一种更为详细的发光二极管外延片的生长方式。
执行完步骤S208后的发光二极管外延片的结构可参见图2。
需要说明的是，在本公开实施例中，采用VeecoK465iorC4orRBMOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备实现发光二极管的生长方法。采用高纯H2(氢气)或高纯N2(氮气)或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的n型GaN层、多量子阱层及p型GaN层，其特征在于，
所述多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，所述阱层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层；
所述垒层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子阱层的厚度、所述第二BInGaN子阱层的厚度、所述InN子阱层的厚度均相等，所述第一InGaN子阱层的厚度与所述第二InGaN子阱层的厚度相等，且所述InN子阱层的厚度为所述第一InGaN子阱层的厚度的0.3～0.5倍。
3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述第二BInGaN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述InN子阱层的厚度为0.3～0.8nm，所述第一InGaN子阱层的厚度为1～2nm，所述第二InGaN子阱层的厚度为1～2nm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子阱层的In的组分与所述第二BInGaN子阱层的In的组分相等，所述第一InGaN子阱层的In的组分与所述第二InGaN子阱层的In的组分相等，且所述第一BInGaN子阱层的In的组分与所述第一InGaN子阱层的In的组分的比值为0.1～0.3，所述第一InGaN子阱层的In的组分与所述InN子阱层的In的组分的比值为0.3～0.5。
5.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子垒层的厚度、所述第二BInGaN子垒层的厚度、所述BN子垒层的厚度均相等，所述第一BGaN子垒层的厚度与所述第二BGaN子垒层的厚度相等，且所述BN子垒层的厚度为所述第一BGaN子垒层的厚度的0.3～0.5倍。
6.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述第二BInGaN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述BN子垒层的厚度为0.8～1.5nm，所述第一BGaN子垒层的厚度为1.8～3.8nm，所述第二BGaN子垒层的厚度为1.8～3.8nm。
7.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一BInGaN子垒层中B的组分与所述第二BInGaN子垒层中B的组分相等，所述第一BGaN子垒层中B的组分与所述第二BGaN子垒层中B的组分相等，且所述第一BInGaN子垒层中B的组分与所述第一BGaN子垒层中B的组分的比值为0.05～0.15，所述第一BGaN子垒层中B的组分与所述BN子垒层中B的组分的比值为0.1～0.3。
8.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长n型GaN层；
在所述n型GaN层上生长多量子阱层，所述多量子阱层包括交替层叠的阱层与垒层，所述阱层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子阱层、第一InGaN子阱层、InN子阱层、第二InGaN子阱层、第二BInGaN子阱层，所述垒层包括沿所述发光二极管外延片生长方向依次层叠的第一BInGaN子垒层、第一BGaN子垒层、BN子垒层、第二BGaN子垒层、第二BInGaN子垒层；
在所述多量子阱层上生长p型GaN层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一BInGaN子阱层的生长温度与所述第二BInGaN子阱层的生长温度相等，所述第一InGaN子阱层的生长温度与所述第二InGaN子阱层的生长温度相等，且所述第一InGaN子阱层的生长温度较所述第一BInGaN子阱层的生长温度低20～50℃，所述InN子阱层的生长温度较所述第一InGaN子阱层的生长温度低20～50℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一BInGaN子垒层的生长温度与所述第二BInGaN子垒层的生长温度相等，所述第一BGaN子垒层的生长温度与所述第二BGaN子垒层的生长温度相等，且所述第一BGaN子垒层的生长温度较所述第一BInGaN子垒层的生长温度高20～50℃，所述BN子垒层的生长温度较所述第一BGaN子垒层的生长温度高20～50℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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