CN115832139A - 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED - Google Patents
用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED Download PDFInfo
- Publication number
- CN115832139A CN115832139A CN202310161304.5A CN202310161304A CN115832139A CN 115832139 A CN115832139 A CN 115832139A CN 202310161304 A CN202310161304 A CN 202310161304A CN 115832139 A CN115832139 A CN 115832139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- mini
- source
- mggan
- led
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于Mini‑LED的外延片及其制备方法、Mini‑LED，涉及半导体光电器件领域。其中，用于Mini‑LED的外延片包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。实施本发明，可提升Mini‑LED的光效和波长一致性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED。
背景技术
随着Mini-LED技术的迅速发展，Mini-LED产品已开始应用于超大屏高清显示，如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等商用领域。
由于Mini-LED尺寸缩小，对发光效率的要求也更高，并且使用电流变化更剧烈，所以对注入不同大小电流下波长一致性要求也更高。多量子阱作为有源区，存在压电极化电场，从而使得电子和空穴波函数在空间上重叠减小，辐射复合几率下降，导致Mini-LED内量子效率下降。由于极化场效应，在注入不同大小的测试电流下，发光波长会产生偏移，从而引起显示色差。
不仅如此，传统结构中，由于Mg的活化率很低，所以导致空穴浓度低，空穴本身迁移率较电子低，导致多量子阱层中，空穴和电子不平衡，影响发光效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法，其可提升Mini-LED的光效和波长一致性。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种Mini-LED，其光效高、波长一致性强。
为了解决上述问题，本发明公开了一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。
作为上述技术方案的改进，所述MgGaN空穴调控层中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3，其厚度为2nm-5nm；
所述第一AlGaN夹层中Al组分的占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；
所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1015cm-3，其厚度为2nm-5nm。
作为上述技术方案的改进，所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1014cm-3。
作为上述技术方案的改进，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层、SiGaN电子扩展层、第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层。
作为上述技术方案的改进，所述第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；
所述MgGaN电子消耗层中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3，其厚度为2nm-5nm。
作为上述技术方案的改进，所述第一AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.08，第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.07-0.1。
相应的，本发明还公开了一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备上述的用于Mini-LED的外延片，其包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层；所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。
作为上述技术方案的改进，所述MgGaN空穴调控层的生长温度为820℃-850℃，生长时采用的载气为N2或Ar；
所述第一AlGaN夹层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；
所述SiGaN电子扩展层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1。
作为上述技术方案的改进，所述量子垒层还包括第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层；
所述第二AlGaN夹层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，且N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；
所述MgGaN电子消耗层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2或Ar。
相应的，本发明还公开了一种Mini-LED，其包括上述的用于Mini-LED的外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
1. 本发明的用于Mini-LED的外延片中，量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。首先，本发明在靠近量子阱层的部分生长MgGaN空穴调控层，MgGaN空穴调控层产生的空穴进入到多量子阱层，增加了多量子阱区的空穴浓度，提高发光效率；其次，SiGaN电子扩展层可提升电子的扩展，使得电子均匀流入多量子阱区，改善量子阱区电子分布均匀性，提高发光波长均匀性并提高发光效率；再次，第一AlGaN夹层可以隔开P型掺杂和N型掺杂，避免原子扩散产生的影响，同时，AlGaN材料的势垒高度高，可作为电子阻挡层，减缓电子的移动速率，减少进入多量子阱层中的电子，平衡电子和空穴，提高发光效率。最后，本发明中的量子阱层-MgGaN空穴调控层-第一AlGaN夹层-SiGaN电子扩展层的结构形成了晶格常数先变小后增大的变化趋势，缓解了多量子阱层受到的压应力，提高了发光效率；同时也使得能带倾斜减少，减少了注入不同电流时波长产生的偏移。
2. 本发明的用于Mini-LED的外延片中，量子垒层还包括第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层。基于这种结构，一者使得晶格常数呈现小-大-小-大的变化趋势，更好地缓解整个多量子阱层受到的压应力，减少多量子阱有源区的能带倾斜，增加电子和空穴波函数在空间上的重叠，进一步提高发光效率；并且，由于能带倾斜的减少，可降低注入不同大小电流时波长产生的偏移；此外，MgGaN电子消耗层起到消耗部分电子的作用，减少电子流入量子阱层的数量，进一步提高电子空穴对平衡，提高发光效率。
附图说明
图1是本发明一实施例中用于Mini-LED的外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中量子垒层的结构示意图；
图3是本发明另一实施例中量子垒层的结构示意图；
图4是本发明一实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
参考图1和图2，本发明公开了一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、本征GaN层3、N型半导体层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P型半导体层7。其中，多量子阱层5包括多个交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为3-15。
其中，量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522和SiGaN电子扩展层523。首先，本发明在靠近量子阱层51的部分生长MgGaN空穴调控层521，MgGaN空穴调控层521产生的空穴进入到多量子阱层5，增加了多量子阱区的空穴浓度，提高发光效率；其次，SiGaN电子扩展层523中的Si通过量子隧穿效应进入量子阱层51，使得电子均匀流入多量子阱区，改善量子阱区电子分布均匀性，提高发光波长均匀性并提高发光效率；再次，第一AlGaN夹层522可以隔开P型掺杂和N型掺杂，避免原子扩散产生的影响，同时，AlGaN材料的势垒高度高，可作为电子阻挡层，减缓电子的移动速率，减少进入多量子阱层5中的电子，平衡电子和空穴，提高发光效率。本发明的量子垒层52的结构平衡了量子阱区的电子空穴对，提高了发光效率，并且增加了电子扩展，改善发光均匀性，提高了波长一致性。
具体的，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为5×1011cm-3-5×1014cm-3，当Mg的掺杂浓度＜5×1011cm-3，难以提供足够的空穴浓度；当Mg的掺杂浓度＞5×1014cm-3，会带来过多的缺陷，造成多量子阱层5的晶格质量变差，非辐射复合增加，发光效率降低。示例性的，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为8×1011cm-3、1×1012cm-3、3×1012cm-3、5×1012cm-3、7×1012cm-3、9×1012cm-3、1×1013cm-3、3×1013cm-3、5×1013cm-3、7×1013cm-3或9×1013cm-3，但不限于此。优选的，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3。
其中，第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.005-0.15。当Al的掺杂浓度＜0.005，难以有效减缓电子的移动速率，无法有效提高电子空穴对、提高发光效率；当Al的掺杂浓度＞0.15，会导致势垒过高，不仅会阻挡电子，也会阻挡空穴，造成发光效率降低。示例性的，第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.006、0.008、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1或0.12，但不限于此。优选的，第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.01-0.1。
其中，SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为5×1012cm-3-5×1015cm-3。当Si的掺杂浓度＜5×1012cm-3，难以提供足够的电子；当Si的掺杂浓度＞5×1015cm-3，会带来过多的缺陷，造成多量子阱层5的晶格质量变差，非辐射复合增加，发光效率降低。示例性的，SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为8×1012cm-3、1×1013cm-3、3×1013cm-3、5×1013cm-3、7×1013cm-3、9×1013cm-3、1×1014cm-3、3×1014cm-3、5×1014cm-3、7×1014cm-3或9×1014cm-3，但不限于此。优选的，SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1015cm-3。
优选的，在本发明的一个实施例之中，SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1014cm-3，通过较低的掺杂浓度可增强量子隧穿效应，使得电子隧穿进入InGaN量子阱层，进一步提升电子分布的均匀性，提升发光效率、发光波长的均匀性。
具体的，MgGaN空穴调控层521的厚度为1.5nm-6nm，当其厚度＜1.5nm，难以提供足够的空穴；当其厚度＞6nm，会带来过多的缺陷。示例性的，MgGaN空穴调控层521的厚度为1.6nm、1.8nm、2nm、2.4nm、2.8nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm或5.5nm，但不限于此。优选的，MgGaN空穴调控层521的厚度为2nm-5nm。
其中，第一AlGaN夹层522的厚度为0.2nm-3nm，当其厚度＜0.2nm，难以有效减缓电子的移动速率；当其厚度＞3nm，会影响空穴迁移率，降低发光效率。示例性的，第一AlGaN夹层522的厚度为0.5nm、0.8nm、1nm、1.3nm、1.6nm、1.8nm、2nm、2.5nm或2.8nm，但不限于此。优选的，第一AlGaN夹层522的厚度为0.5nm-2nm。
其中，SiGaN电子扩展层523的厚度为1.5nm-6nm，当其厚度＜1.5nm，难以提供足够的电子；当其厚度＞6nm，会带来过多的缺陷。示例性的，SiGaN电子扩展层523的厚度为1.6nm、1.8nm、2nm、2.4nm、2.8nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm或5.5nm，但不限于此。优选的，SiGaN电子扩展层523的厚度为2nm-5nm。
优选的，参考图3，在本发明的另一个实施例中，量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522、SiGaN电子扩展层523、第二AlGaN夹层524和MgGaN电子消耗层525。基于这种结构，一者使得晶格常数呈现小-大-小-大的变化趋势，更好地缓解整个多量子阱层受到的压应力，减少多量子阱有源区的能带倾斜，增加电子和空穴波函数在空间上的重叠，进一步提高发光效率；二者由于能带倾斜的减少，可降低注入不同大小电流时波长产生的偏移；此外，MgGaN电子消耗层525起到消耗部分电子的作用，减少电子流入量子阱层的数量，进一步提高电子空穴对平衡，提高发光效率。
其中，第二AlGaN夹层524中Al组分的占比为0.005-0.15。当Al的掺杂浓度＜0.005，难以有效减缓电子的移动速率，无法有效提高电子空穴对、提高发光效率；当Al的掺杂浓度＞0.15，会导致势垒过高，不仅会阻挡电子，也会阻挡空穴，造成发光效率降低。示例性的，第二AlGaN夹层524中Al组分的占比为0.006、0.008、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1或0.12，但不限于此。优选的，第二AlGaN夹层524中Al组分的占比为0.01-0.1。
其中，第二AlGaN夹层524的厚度为0.2nm-3nm，当其厚度＜0.2nm，难以有效减缓电子的移动速率；当其厚度＞3nm，会影响空穴迁移率，降低发光效率。示例性的，第二AlGaN夹层524的厚度为0.5nm、0.8nm、1nm、1.3nm、1.6nm、1.8nm、2nm、2.5nm或2.8nm，但不限于此。优选的，第二AlGaN夹层524的厚度为0.5nm-2nm。
具体的，MgGaN电子消耗层525中Mg的掺杂浓度为5×1011cm-3-5×1014cm-3，当Mg的掺杂浓度＜5×1011cm-3，难以有效起到消耗电子的作用，当Mg的掺杂浓度＞5×1014cm-3，会带来过多的缺陷，造成多量子阱层5的晶格质量变差，非辐射复合增加，发光效率降低。示例性的，MgGaN电子消耗层525中Mg的掺杂浓度为8×1011cm-3、1×1012cm-3、3×1012cm-3、5×1012cm-3、7×1012cm-3、9×1012cm-3、1×1013cm-3、3×1013cm-3、5×1013cm-3、7×1013cm-3或9×1013cm-3，但不限于此。优选的，MgGaN电子消耗层525中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3。
其中，MgGaN电子消耗层525的厚度为1.5nm-6nm，当其厚度＜1.5nm，难以有效起到消耗电子的作用；当其厚度＞6nm，会带来过多的缺陷。示例性的，MgGaN电子消耗层525的厚度为1.6nm、1.8nm、2nm、2.4nm、2.8nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm或5.5nm，但不限于此。优选的，MgGaN电子消耗层525的厚度为2nm-5nm。
进一步优选的，在本发明的一个实施例之中，第一AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.08，第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.07-0.1，且第一AlGaN夹层中Al组分＜第二AlGaN夹层中Al组分。基于该结构，可进一步提升发光波长的均匀性，减少波长偏移。
其中，量子阱层51为InGaN层，但不限于此。量子阱层51中In组分占比为0.2-0.6，示例性的为0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5或0.55，但不限于此。量子阱层51的厚度为2nm-5nm，示例性的为2.5nm、3nm、3.5nm、4nm或4.5nm，但不限于此。
其中，衬底1可为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底，但不限于此。
其中，缓冲层2可为AlN层和/或AlGaN层，但不限于此。缓冲层2的厚度为20nm-70nm，示例性的为30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm或60nm，但不限于此。
其中，本征GaN层3的厚度300nm-800nm，示例性的为350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm或750nm，但不限于此。
其中，N型半导体层4的掺杂元素为Si，但不限于此。N型半导体层4的掺杂浓度为5×1018cm-3-1×1019cm-3，厚度为1μm-3μm。
其中，电子阻挡层6为AlGaN层或AlInGaN层，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例之中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层交替生长的周期性结构，周期数为3-15；其中，a为0.05-0.2，b为0.1-0.5。电子阻挡层6的厚度为20nm-100nm。
其中，P型半导体层7中的掺杂元素为Mg，但不限于此。P型半导体层7中Mg的掺杂浓度为5×1017cm-3-1×1020cm-3。P型半导体层7的厚度为200nm-300nm。
相应的，参考图4，本申请还公开了一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备上述的用于Mini-LED的外延片，其包括以下步骤：
S100：提供衬底；
优选的，在本发明的一个实施例之中，将衬底加载至MOCVD中，在1000℃-1200℃、200torr-600torr、氢气气氛下退火5min-8min，以去除衬底表面的颗粒、氧化物等杂质。
S200：在衬底上生长缓冲层；
具体的，可采用MOCVD生长AlGaN层作为缓冲层，或采用PVD生长AlN层作为缓冲层，但不限于此。优选的，采用MOCVD生长AlGaN层，其生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
S300：在缓冲层上生长本征GaN层；
具体地，在MOCVD中生长本征GaN层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S400：在本征GaN层上生长N型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长N型半导体层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S500：在N型半导体层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，以形成多量子阱层。其中，量子阱层的生长温度为700℃-800℃，生长压力为100torr-500torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
具体的，在本发明的一个实施例之中，生长量子垒层包括以下步骤：
S1：在量子阱层上生长MgGaN空穴调控层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN空穴调控层。其生长条件与本领域常见的MgGaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，MgGaN空穴调控层的生长温度为820℃-850℃，生长压力为100torr-500torr；生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。通过较低的生长温度保护量子阱中的In组分，防止温度过高造成In组分的解析，从而影响发光效率。采用N2作为载气，一方面避免了H2的刻蚀作用，破坏多量子阱中的In组分从而影响发光效率；另一方面，避免形成Mg-H键影响空穴的形成。
S2：在MgGaN空穴调控层上生长第一AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，其生长条件与本领域常见的AlGaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，生长温度为850℃-950℃，生长压力为100torr-500torr，通入H2和N2混合气作为载气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。采用较高的生长温度，提高晶格质量。采用H2和N2混合气作为载气，H2的通入可进一步提升晶格质量。
S3：在第一AlGaN夹层上生长SiGaN电子扩展层；
具体的，在MOCVD中生长SiGaN电子扩展层，其生长条件与本领域常见的SiGaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，SiGaN电子扩展层的生长温度为850℃-950℃，生长压力为100torr-500torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源。采用较高的生长温度，可提升晶格质量。采用H2和N2混合气作为载气，H2的通入可进一步提升晶格质量。
S4：在SiGaN电子扩展层上生长第二AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第二AlGaN夹层。其生长条件与本领域常见的AlGaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，第二AlGaN夹层的生长温度为850℃-950℃，生长压力为100torr-500torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。采用较高的生长温度，可提升晶格质量。采用H2和N2混合气作为载气，H2的通入可进一步提升晶格质量。
S5：在第二AlGaN夹层上生长MgGaN电子消耗层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN电子消耗层。其生长条件与本领域常见的MgGaN层生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，MgGaN电子消耗层的生长温度为850℃-950℃，生长压力为100torr-500torr，生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。采用较高的生长温度，可提升晶格质量。采用N2作为载气，一方面避免了H2的刻蚀作用，破坏多量子阱中的In组分从而影响发光效率，另一方面，避免形成Mg-H键影响空穴的形成。
S600：在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
S700：在电子阻挡层上生长P型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长P型半导体层，生长温度为800℃-1000℃，生长压力为100torr-300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1、图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、本征GaN层3、N型半导体层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P型半导体层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm。N型半导体层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10。每个量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522和SiGaN电子扩展层523。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm；第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.08，厚度为1nm；SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为5×1014cm-3，厚度为4nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P型半导体层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为1120℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N型半导体层；
具体地，采用MOCVD生长N型半导体层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N型半导体层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）在量子阱层上生长MgGaN空穴调控层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN空穴调控层，生长温度为830℃，生长压力为300torr；生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅱ）在MgGaN空穴调控层上生长第一AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，通入H2和N2混合气作为载气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅲ）在第一AlGaN夹层上生长SiGaN电子扩展层；
具体的，在MOCVD中生长SiGaN电子扩展层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长P型半导体层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例2
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1、图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、本征GaN层3、N型半导体层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P型半导体层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm。N型半导体层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10。每个量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522和SiGaN电子扩展层523。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm；第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.08，厚度为1nm；SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为4×1013cm-3，厚度为4nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P型半导体层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为1120℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N型半导体层；
具体地，采用MOCVD生长N型半导体层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N型半导体层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）在量子阱层上生长MgGaN空穴调控层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN空穴调控层，生长温度为830℃，生长压力为300torr；生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅱ）在MgGaN空穴调控层上生长第一AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，通入H2和N2混合气作为载气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅲ）在第一AlGaN夹层上生长SiGaN电子扩展层；
具体的，在MOCVD中生长SiGaN电子扩展层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长P型半导体层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例3
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1、图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、本征GaN层3、N型半导体层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P型半导体层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm。N型半导体层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10。每个量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522、SiGaN电子扩展层523、第二AlGaN夹层524和MgGaN电子消耗层525。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm；第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.08，厚度为1nm；SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为4×1013cm-3，厚度为4nm；第二AlGaN夹层524中Al组分占比为0.05，厚度为1nm；MgGaN电子消耗层525中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P型半导体层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为1120℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N型半导体层；
具体地，采用MOCVD生长N型半导体层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N型半导体层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）在量子阱层上生长MgGaN空穴调控层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN空穴调控层，生长温度为830℃，生长压力为300torr；生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅱ）在MgGaN空穴调控层上生长第一AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，通入H2和N2混合气作为载气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅲ）在第一AlGaN夹层上生长SiGaN电子扩展层；
具体的，在MOCVD中生长SiGaN电子扩展层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅳ）在SiGaN电子扩展层上生长第二AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第二AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅴ）在第二AlGaN夹层上生长MgGaN电子消耗层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN电子消耗层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长P型半导体层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例4
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1、图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、本征GaN层3、N型半导体层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P型半导体层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；本征GaN层3的厚度400nm。N型半导体层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10。每个量子垒层52包括依次层叠的MgGaN空穴调控层521、第一AlGaN夹层522、SiGaN电子扩展层523、第二AlGaN夹层524和MgGaN电子消耗层525。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，MgGaN空穴调控层521中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm；第一AlGaN夹层522中Al组分的占比为0.05，厚度为1nm；SiGaN电子扩展层523中Si的掺杂浓度为4×1013cm-3，厚度为4nm；第二AlGaN夹层524中Al组分占比为0.08，厚度为1nm；MgGaN电子消耗层525中Mg的掺杂浓度为1×1013cm-3，厚度为3nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P型半导体层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为1120℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长本征GaN层；
具体地，采用MOCVD生长本征GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在本征GaN层上生长N型半导体层；
具体地，采用MOCVD生长N型半导体层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N型半导体层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）在量子阱层上生长MgGaN空穴调控层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN空穴调控层，生长温度为830℃，生长压力为300torr；生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅱ）在MgGaN空穴调控层上生长第一AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第一AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，通入H2和N2混合气作为载气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅲ）在第一AlGaN夹层上生长SiGaN电子扩展层；
具体的，在MOCVD中生长SiGaN电子扩展层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入SiH4作为Si源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅳ）在SiGaN电子扩展层上生长第二AlGaN夹层；
具体的，在MOCVD中生长第二AlGaN夹层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TMAl作为Al源，通入TEGa作为Ga源。
（Ⅴ）在第二AlGaN夹层上生长MgGaN电子消耗层；
具体的，在MOCVD中生长MgGaN电子消耗层，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2，通入NH3作为N源，通入CP2Mg作为Mg源，通入TEGa作为Ga源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P型半导体层；
具体的，在MOCVD中生长P型半导体层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
对比例1
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52为GaN层，厚度为12nm，生长温度为900℃，生长压力为300torr，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为1:1；通入NH3作为N源，通入TEGa作为Ga源。
对比例2
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括MgGaN空穴调控层521。相应的，在制备方法中，也不包括制备该层的步骤，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括第一AlGaN夹层522。相应的，在制备方法中，也不包括制备该层的步骤，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括SiGaN电子扩展层523。相应的，在制备方法中，也不包括制备该层的步骤，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括MgGaN空穴调控层521和SiGaN电子扩展层523。相应的，在制备方法中，也不包括制备该两层的步骤，其余均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括MgGaN空穴调控层521和第一AlGaN夹层522。相应的，在制备方法中，也不包括制备该两层的步骤，其余均与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52不包括第一AlGaN夹层522和SiGaN电子扩展层523。相应的，在制备方法中，也不包括制备该两层的步骤，其余均与实施例1相同。
将实施例1-4，对比例1-7所得的用于Mini-LED的外延片进行测试，具体测试方法如下：
（1）测试其亮度；
（2）将外延片进行电致荧光测试，测试电流分别为1mA和5mA，得到不同测试电流下的波长，波长偏移按照下式计算：
波长偏移=测试波长1（1mA）-测试波长2（5mA）。
具体结果如下：
由表中可以看出，一者，当将传统的量子垒层（对比例1）变更为本发明中的量子垒层结构时，亮度由2.95mW提升至3.06mW，表明本发明中的量子垒层可有效提升亮度；二者，当将传统的量子垒层（对比例1）变更为本发明中的量子垒层结构时，注入不同大小的电流产生的波长偏移由3.8nm减小至1.6nm，表明本发明中的量子垒层结构可以有效提高波长一致性。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；其特征在于，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。
2.如权利要求1所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述MgGaN空穴调控层中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3，其厚度为2nm-5nm；
所述第一AlGaN夹层中Al组分的占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；
所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1015cm-3，其厚度为2nm-5nm。
3.如权利要求1所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×1013cm-3-1×1014cm-3。
4.如权利要求1~3任一项所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层、SiGaN电子扩展层、第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层。
5.如权利要求4所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；
所述MgGaN电子消耗层中Mg的掺杂浓度为1×1012cm-3-1×1014cm-3，其厚度为2nm-5nm。
6.如权利要求4所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述第一AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.08，第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.07-0.1。
7.一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备如权利要求1-6任一项所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层；所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。
8.如权利要求7所述的用于Mini-LED的外延片的制备方法，其特征在于，所述MgGaN空穴调控层的生长温度为820℃-850℃，生长时采用的载气为N2或Ar；
所述第一AlGaN夹层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；
所述SiGaN电子扩展层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，其中N2和H2的体积比为0.5:1-2:1。
9.如权利要求7或8所述的用于Mini-LED的外延片的制备方法，其特征在于，所述量子垒层还包括第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层；
所述第二AlGaN夹层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2和H2的混合气，且N2和H2的体积比为0.5:1-2:1；
所述MgGaN电子消耗层的生长温度为850℃-950℃，生长时采用的载气为N2或Ar。
10.一种Mini-LED，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的用于Mini-LED的外延片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310161304.5A CN115832139B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310161304.5A CN115832139B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115832139A true CN115832139A (zh) | 2023-03-21 |
| CN115832139B CN115832139B (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=85522265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310161304.5A Active CN115832139B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115832139B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116995161A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 江西兆驰半导体有限公司 | 高铟氮化镓基led外延片及其制备方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030140846A1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Goshi Biwa | Selective growth method, and semiconductor light emitting device and fabrication method thereof |
| TW201003983A (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-16 | Au Optronics Corp | Light emitting diode and fabricating method thereof |
| US20110104843A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing degradation of multi quantum well (mqw) light emitting diodes |
| CN105869994A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-17 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种超晶格层的生长方法及含此结构的led 外延结构 |
| CN106410005A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-15 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基led外延片及其生长方法 |
| JP2017154964A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-09-07 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 結晶基板、紫外発光素子およびそれらの製造方法 |
| CN108598222A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其生长方法 |
| CN109119515A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-01-01 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN209389055U (zh) * | 2019-03-27 | 2019-09-13 | 山西飞虹微纳米光电科技有限公司 | InGaN量子点发光二极管 |
| JP2021034732A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 蘇州紫燦科技有限公司Ｓｕｚｈｏｕ ＵＶｃａｎｔｅｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 量子バリアがドーピングされた深紫外ｌｅｄ及び製造方法 |
| CN115101638A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-23 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
| CN115207177A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-18 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
-
2023
- 2023-02-24 CN CN202310161304.5A patent/CN115832139B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030140846A1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Goshi Biwa | Selective growth method, and semiconductor light emitting device and fabrication method thereof |
| TW201003983A (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-16 | Au Optronics Corp | Light emitting diode and fabricating method thereof |
| US20110104843A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing degradation of multi quantum well (mqw) light emitting diodes |
| JP2017154964A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-09-07 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 結晶基板、紫外発光素子およびそれらの製造方法 |
| CN105869994A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-17 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种超晶格层的生长方法及含此结构的led 外延结构 |
| CN106410005A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-15 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基led外延片及其生长方法 |
| CN108598222A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其生长方法 |
| CN109119515A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-01-01 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN209389055U (zh) * | 2019-03-27 | 2019-09-13 | 山西飞虹微纳米光电科技有限公司 | InGaN量子点发光二极管 |
| JP2021034732A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 蘇州紫燦科技有限公司Ｓｕｚｈｏｕ ＵＶｃａｎｔｅｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 量子バリアがドーピングされた深紫外ｌｅｄ及び製造方法 |
| CN115207177A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-18 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN115101638A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-23 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王兵;李志聪;姚然;梁萌;闫发旺;王国宏;: "GaN基发光二极管外延中p型AlGaN电子阻挡层的优化生长" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116995161A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 江西兆驰半导体有限公司 | 高铟氮化镓基led外延片及其制备方法 |
| CN116995161B (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-15 | 江西兆驰半导体有限公司 | 高铟氮化镓基led外延片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115832139B (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115377259B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN109950372B (zh) | 发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN109346576B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN116230825B (zh) | 一种氢杂质调控空穴注入层的led外延片及其制备方法 | |
| CN114649454B (zh) | 一种发光二极管的外延片结构及其制备方法 | |
| CN109449264B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN115458651B (zh) | 绿光发光二极管外延片及其制备方法、绿光发光二极管 | |
| CN110265514A (zh) | 发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片 | |
| CN115881865A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115775853A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115842078A (zh) | 深紫外led外延片及其制备方法、led | |
| CN115832139B (zh) | 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED | |
| CN109671817B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN109346568B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN117410402B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法、Micro-LED芯片 | |
| CN108550676B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN116014041B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115799423B (zh) | 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED | |
| CN109473521B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN217641376U (zh) | 一种led外延片及led芯片 | |
| CN113571615B (zh) | 改善欧姆接触的发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN114464709A (zh) | 一种led外延片、外延生长方法及led芯片 | |
| CN110707187A (zh) | 小间距发光二极管的外延片及其制造方法 | |
| CN116581219B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN117810332B (zh) | 氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |