CN117894897A - 一种led外延片及其制备方法、led芯片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED外延片及其制备方法、LED芯片，通过将多量子阱层结构设置为复合结构，其中，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0，具体的，采用这种组合结构的垒层，把传统的方形阱结构改变成刃形阱结构，可以将载流子更好地限制在InGaN层，从而增加电子和空穴的辐射复合概率，提高外延片的内量子效率。

Description

一种LED外延片及其制备方法、LED芯片

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED外延片及其制备方法、LED芯片。

背景技术

GaN基Ⅲ族氮化物材料，尤其是GaN材料，是目前研究最热门，并已经得到广泛应用的宽禁带化合物半导体材料。尤其在LED领域，InGaN超高度蓝光、绿光LED技术已经实现商品化，其中，InGaN基LED产品已逐渐替代传统照明。

但是，由于六方GaN具有较高的压电系数，GaN和InGaN的晶格常数又相差较大，InGaN/GaN界面处存在较大的应力，从而形成极化，导致电子和空穴的波函数在空间分离，降低辐射复合效率。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种LED外延片及其制备方法、LED芯片，旨在引入一种新型的多量子阱层结构，将传统的方形阱结构改变成刃形阱结构，以将载流子更好地限制在InGaN层，从而增加电子和空穴的辐射复合概率，提高外延片的内量子效率。

根据本发明实施例当中的一种LED外延片，包括多量子阱层，所述多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，所述量子阱层为InGaN层，所述量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0。

进一步的，所述LED外延片还包括衬底、缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层及P型层；

其中，在所述衬底上沿外延生长方向依次沉积所述缓冲层、所述未掺杂的GaN层、所述N型层、所述应力释放层、所述多量子阱层及所述P型层。

进一步的，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为W1，AlGaN 子层的厚度为W2，AlN子层的厚度为W3，GaN子层的厚度为W4，其中，W4＞W1≥W2≥W3。

进一步的，所述量子垒层中的GaN子层为未掺杂的GaN或N型掺杂的GaN中的一种。

进一步的，当所述量子垒层中的GaN子层为N型掺杂的GaN时，掺杂杂质元素为硅或锗中的一种，掺杂后的所述多量子垒层中的GaN子层的电子浓度范围为10¹⁷atoms/cm³～10¹⁹atoms/cm³。

进一步的，InGaN层生长温度为790℃~810℃，AlInGaN子层生长温度为810℃~830℃，AlGaN 子层的生长温度为830℃~850℃，AlN子层和GaN子层的生长温度均为850℃~870℃。

进一步的，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为1nm~3nm，AlGaN 子层的厚度为1nm~2nm，AlN子层的厚度为0.5nm~1nm，GaN子层的厚度为9nm~11nm。

根据本发明实施例当中的一种LED外延片的制备方法，用于制备上述的LED外延片，所述制备方法包括：

沿外延生长方向周期性交替生长量子阱层和量子垒层，所述多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，所述量子阱层为InGaN层，所述量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，控制InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0。

进一步的，量子阱层生长结束后，打开Al源，In源流量从生长量子阱层的设置值渐变到0，Al源流量从0渐变到生长到AlGaN子层的Al源设置值，生长AlInGaN子层；流量稳定后，生长AlGaN 子层；然后关闭Ga源，生长AlN子层；再打开Ga源、关闭Al源，生长GaN子层。

根据本发明实施例当中的一种LED芯片，包括上述的LED外延片。

本发明的有益效果为：

通过将多量子阱层结构设置为复合结构，其中，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0，具体的，采用这种组合结构的垒层，把传统的方形阱结构改变成刃形阱结构，可以将载流子更好地限制在InGaN层，从而增加电子和空穴的辐射复合概率，提高外延片的内量子效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种LED外延片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LED外延片的制备方法的流程图；

图3为本发明实施例一提供的LED芯片的刃形阱的能带结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1，为本发明实施例提供的一种LED外延片的结构示意图，该LED外延片包括衬底（图未示）和依次设于衬底上的缓冲层10、未掺杂的GaN层20、N型层30、应力释放层40、多量子阱层50及P型层60。

在本实施例当中，衬底可以为蓝宝石衬底，也可以是Si衬底或SiC衬底，缓冲层为AlN缓冲层，N型层为N型掺杂GaN层，其包括但不限于Si掺杂，还可以采用其他掺杂，例如Ge，P型层可以为复合层，其包括依次沉积的P型AlGaN电子阻挡层、P型GaN层和P型GaN接触层，另外，P型层的掺杂元素包括但不限于Mg，具体的，AlN缓冲层的厚度为15nm~50nm，示例性的，AlN缓冲层的厚度为15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等，但不限于此；未掺杂的GaN层的厚度为1μm~3μm，示例性的，未掺杂的GaN层的厚度为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm等，但不限于此；N型掺杂GaN层的掺杂剂为Si，该N型掺杂GaN层的掺杂浓度可以为1E19 atoms/cm³~1E20 atoms/cm³，N型掺杂GaN层的厚度为1μm~3μm，示例性的，N型掺杂GaN层的厚度为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm等，但不限于此；多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0，具体的，InGaN层生长温度为790℃~810℃，AlInGaN子层生长温度为810℃~830℃，AlGaN 子层的生长温度为830℃~850℃，AlN子层和GaN子层的生长温度均为850℃~870℃，需要说明的是，InGaN层生长温度的高低会直接影响到外延片的发光波长，GaN子层的生长温度较高，是为了保证GaN垒层有较好的晶体质量，另外，AlInGaN子层生长温度、AlGaN子层的生长温度、AlN子层的生长温度介于InGaN层的生长温度与GaN子层的生长温度之间，是为了既保证该层的晶体质量，又保护InGaN量子阱层中In不发生解吸附反应。

多量子阱层中量子阱层和量子垒层的生长周期为5个~13个，具体的，量子阱层的厚度为2nm~5nm，示例性的，量子阱层的厚度为2 nm、2.5 nm、3 nm、3.5 nm、4 nm、4.5nm或5nm等，但不限于此；单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为W1，AlGaN 子层的厚度为W2，AlN子层的厚度为W3，GaN子层的厚度为W4，其中，W4＞W1≥W2≥W3，其中，GaN子层的厚度较厚，是因为GaN子层为主要的势垒层，而AlN子层的厚度较薄，是为了既拉高能带势垒，又不会因为AlN材料的高电阻率而影响电流扩展。

在本实施例当中，AlInGaN子层的厚度为1nm~3nm，AlGaN 子层的厚度为1nm~2nm，AlN子层的厚度为0.5nm~1nm，GaN子层的厚度为9nm~11nm，需要说明的是，AlInGaN子层的厚度、AlGaN 子层的厚度及AlN子层的厚度两两间的差异相同，为0nm~1nm。

应力释放层为InGaN/GaN超晶格结构，应力释放层的生长周期为3个，其中每个周期InGaN子层的厚度是3nm~10nm，每个周期GaN的厚度是25nm~45nm，应力释放层的总厚度为80nm~150nm。

需要说明的是，量子垒层中的GaN子层为未掺杂的GaN或N型掺杂的GaN中的一种。当量子垒层中的GaN子层为N型掺杂的GaN时，掺杂杂质元素为硅或锗中的一种，掺杂后的量子垒层中的GaN子层的电子浓度范围为10¹⁷atoms/cm³～10¹⁹atoms/cm³。

在具体实现中，本发明实施例可以采用高纯H₂或者N₂作为载气，分别采用TEGa或TMGa、TMAl、TMIn和NH₃分别作为Ga源、Al源、In源和N源，并可以分别采用SiH₄和Cp₂Mg作为N型和P型掺杂剂，还可以采用TeESi（四乙基硅）和Si₂H₆作为Si源，并采用金属有机化学气相沉积设备或者其他设备完成外延片的生长。

相应的，参考图2，本发明实施例还提供了一种LED外延片的制备方法，其用于制备上述的LED外延片，具体包括以下步骤：

S100：提供衬底；

其中，采用蓝宝石Al₂O₃为衬底。

S200：在所述衬底上沿外延生长方向依次沉积所述缓冲层、所述未掺杂的GaN层、所述N型层、所述应力释放层、所述多量子阱层及所述P型层；

具体的，S200包括：

S201：在蓝宝石衬底上生长AlN缓冲层；

具体的，采用PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)方法沉积AlN缓冲层，其中，在生长AlN缓冲层的过程中，控制生长温度为400℃~650℃，溅射功率为2000W~4000W，压力为1torr~10torr，最终沉积15nm~50nm的AlN缓冲层。

随后在MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备中，氢气气氛下进行原位退火处理，温度为1000℃~1200℃，压力为150torr~500torr，时间为5min~10min。

S202：在AlN缓冲层上生长未掺杂的GaN层；

其中，在MOCVD设备中生长未掺杂的GaN层，具体的，在生长未掺杂的GaN层的过程中，控制生长温度为1050℃~1200℃，压力为100torr~500torr，最终沉积1μm~3μm的未掺杂的GaN层。

S203：在未掺杂的GaN层上生长N型层；

具体的，在MOCVD设备中生长N型层，其中，N型层为N型掺杂GaN层，掺杂剂为Si，该N型掺杂GaN层的掺杂浓度为1E19atoms/cm³~1E20 atoms/cm³，控制MOCVD反应腔中的温度为1100℃~1200℃，压力为100torr~300torr，最终沉积1μm~3μm的N型掺杂GaN层。

S204：在N型层上生长应力释放层；

具体的，在MOCVD设备中生长应力释放层，需要说明的是，控制应力释放层厚度为80nm~150nm，生长温度为800℃~900℃，压力为100torr~200torr。

S205：在应力释放层上生长多量子阱层；

具体的，在MOCVD设备中生长多量子阱层，沿外延生长方向周期性交替生长量子阱层和量子垒层，多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，控制InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0，更为具体的，InGaN层生长温度为790℃~810℃，AlInGaN子层生长温度为810℃~830℃，AlGaN 子层的生长温度为830℃~850℃，AlN子层和GaN子层的生长温度均为850℃~870℃。

另外，控制单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为1nm~3nm，AlGaN 子层的厚度为1nm~2nm，AlN子层的厚度为0.5nm~1nm，GaN子层的厚度为9nm~11nm。

在本实施例当中，量子阱层生长结束后，打开Al源，In源流量从生长量子阱层的设置值渐变到0，Al源流量从0渐变到生长到AlGaN子层的Al源设置值，生长AlInGaN子层；流量稳定后，生长AlGaN 子层；然后关闭Ga源，生长AlN子层；再打开Ga源、关闭Al源，生长GaN子层。

S206：在多量子阱层上生长P型层；

具体的，在MOCVD设备中生长P型层，P型层为依次沉积的P型AlGaN电子阻挡层、P型GaN层和P型GaN接触层组成的复合层，其中，P型AlGaN电子阻挡层是掺杂Mg的AlGaN层，Mg的掺杂浓度是3×10¹⁸atoms/cm³~8×10¹⁸atoms/cm³，厚度50nm~100nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力100torr~200torr。P型GaN层是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是3×10¹⁹atoms/cm³~8×10¹⁹atoms/cm³，厚度80nm~150nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力300torr~600torr。P型GaN接触层的是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是8×10¹⁹atoms/cm³~3×10²⁰atoms/cm³，厚度10nm~30nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力300torr~600torr。

外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中退火处理，退火温度为650℃~850℃，退火处理5min~15min，降至室温外延生长结束。

下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

本发明实施例1提供一种LED外延片，该LED外延片包括衬底和依次设于衬底上的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层、多量子阱层及P型层。

在本实施例当中，衬底为蓝宝石衬底，具体的，缓冲层为AlN缓冲层，厚度为20nm；未掺杂的GaN层的厚度为2.5μm；N型层为N型掺杂GaN层，掺杂剂为Si，该N型掺杂GaN层的掺杂浓度可以为9E19 atoms/cm³，N型掺杂GaN层的厚度为2.8μm；应力释放层为周期性交替生长的InGaN层/GaN层，一共3个周期，每个周期InGaN子层的厚度是5nm，GaN子层的厚度是35nm，应力释放层的生长温度是850℃，生长压力是200torr；多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为800℃，AlInGaN子层生长温度为820℃，AlGaN子层的生长温度为840℃，AlN子层的生长温度为860℃，GaN子层的生长温度为860℃，另外，有源层中量子阱层和量子垒层的生长周期为8个，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为1.5nm，AlGaN 子层的厚度为1nm，AlN子层的厚度为0.5nm，AlInGaN子层的厚度、AlGaN 子层的厚度及AlN子层的厚度两两间的差异为0.5nm，GaN子层的厚度为10nm；P型层为依次沉积的P型AlGaN电子阻挡层、P型GaN层和P型GaN接触层组成的复合层，其中，P型AlGaN电子阻挡层是掺杂Mg的AlGaN层，Mg的掺杂浓度是3×10¹⁸atoms/cm³~8×10¹⁸atoms/cm³，厚度50nm~100nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力100~200torr。P型GaN层是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是3×10¹⁹atoms/cm³~8×10¹⁹atoms/cm³，厚度80nm~150nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力300torr~600torr。P型GaN接触层的是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是8×10¹⁹atoms/cm³~3×10²⁰atoms/cm³，厚度10nm~30nm，生长温度900℃~1000℃，生长压力300torr~600torr。

本实施例中LED外延片的制备方法包括以下步骤：

（1）提供一蓝宝石衬底；

其中，采用蓝宝石Al₂O₃为衬底。

（2）在蓝宝石衬底上生长AlN缓冲层；

具体的，采用PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)方法沉积AlN缓冲层，其中，在生长AlN缓冲层的过程中，控制生长温度为600℃，溅射功率为3500W，压力为4torr，最终沉积20nm的AlN缓冲层。

随后在MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备中，氢气气氛下进行原位退火处理，温度为1000℃，压力为300torr，时间为8min。

（3）在AlN缓冲层上生长未掺杂的GaN层；

其中，在MOCVD设备中生长未掺杂的GaN层，具体的，在生长未掺杂的GaN层的过程中，控制生长温度为1140℃，压力为150torr，最终沉积2.5μm的未掺杂的GaN层。

（4）在未掺杂的GaN层上生长N型层；

具体的，在MOCVD设备中生长N型层，其中，N型层为掺杂GaN层，掺杂剂为Si，该N型掺杂GaN层的掺杂浓度为9E19atoms/cm³，控制MOCVD反应腔中的温度为1150℃，压力为150torr，最终沉积2.8μm的N型掺杂GaN层。

（5）在N型层上生长应力释放层；

具体的，在MOCVD设备中生长应力释放层，需要说明的是，控制应力释放层的生长温度为850℃，压力为200torr。其中，应力释放层包括3个周期的InGaN/GaN子层，每个周期InGaN子层的厚度是5nm，GaN子层的厚度是35nm。

（6）在应力释放层上生长多量子阱层；

具体的，在MOCVD设备中生长多量子阱层，沿外延生长方向周期性交替生长量子阱层和量子垒层，多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，控制InGaN层生长温度为800℃，AlInGaN子层生长温度为820℃，AlGaN子层的生长温度为840℃，AlN子层的生长温度为860℃，GaN子层的生长温度为860℃，生长压力为200torr；

控制单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为1.5nm，AlGaN 子层的厚度为1nm，AlN子层的厚度为0.5nm，GaN子层的厚度为10nm。

（7）在多量子阱层上生长P型层；

具体的，在MOCVD设备中生长P型层，P型层为依次沉积的P型AlGaN电子阻挡层、P型GaN层和P型GaN接触层组成的复合层，其中，P型AlGaN电子阻挡层是掺杂Mg的AlGaN层，Mg的掺杂浓度是5×10¹⁸atoms/cm³，厚度100nm，生长温度950℃，生长压力100torr。P型GaN层是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是5×10¹⁹atoms/cm³，厚度100nm，生长温度950℃，生长压力500torr。P型GaN接触层的是掺杂Mg的GaN层，Mg的掺杂浓度是1×10²⁰atoms/cm³，厚度15nm，生长温度960℃，生长压力500torr。

外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中退火处理，退火温度为800℃，退火处理10min，降至室温外延生长结束。

实施例2

本发明实施例2同样提供一种LED外延片及其制备方法，与实施例1的区别在于，单个量子垒层中，AlInGaN子层、AlGaN 子层及AlN子层的厚度均为1nm，即AlInGaN子层的厚度、AlGaN 子层的厚度及AlN子层的厚度两两间的差异为0。

实施例3

本发明实施例3同样提供一种LED外延片及其制备方法，与实施例1的区别在于，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为3nm，AlGaN 子层的厚度为2nm，AlN子层的厚度为1nm，即AlInGaN子层的厚度、AlGaN 子层的厚度及AlN子层的厚度两两间的差异为1nm。

实施例4

本发明实施例4同样提供一种LED外延片及其制备方法，与实施例1的区别在于，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为2.5nm，AlGaN 子层的厚度为1.5nm，AlN子层的厚度为0.5nm，需要说明的是，AlInGaN子层的厚度、AlGaN 子层的厚度及AlN子层的厚度两两间的差异相同，为1nm。

对比例1

本发明对比例1同样提供一种LED外延片及其制备方法，与实施例1的区别在于，量子垒层中各子层的生长温度均为800℃。

对比例2

本发明对比例2同样提供一种LED外延片及其制备方法，与实施例1的区别在于，量子垒层中各子层的生长温度均为860℃。

现有技术

现有技术提供一种LED芯片，其多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，周期数与本发明实施例相同，区别在于，量子垒层为GaN的单层结构。

将实施例1至实施例的LED外延片制备得到的LED芯片，以及现有技术中量子垒层结构为GaN垒层的LED芯片，在同等条件下进行测试（测试电流100mA），具体结果如下：

由表中可以看出，采用本发明实施例中的方法所得的LED外延片制备得到的LED芯片，在相同的测试条件下，本发明实施例中的方法制备得到的LED芯片相比于现有技术制备得到LED芯片而言，发光亮度得到一定提升，另外，通过实施例1和对比例2的数据可以看出，量子垒层中各子层的生长温度的渐变，可以进一步提高发光亮度。

本发明实施例还提供一种LED芯片，包括上述的LED外延片。

请参阅图3，为本发明实施例一提供的LED芯片的刃形阱的能带结构示意图。

综上，本发明实施例当中的LED外延片及制备方法、LED芯片，通过将多量子阱层结构设置为复合结构，其中，量子阱层为InGaN层，量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0，具体的，采用这种组合结构的垒层，把传统的方形阱结构改变成刃形阱结构，可以将载流子更好地限制在InGaN层，从而增加电子和空穴的辐射复合概率，提高外延片的内量子效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED外延片，其特征在于，包括多量子阱层，所述多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，所述量子阱层为InGaN层，所述量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0。

2.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述LED外延片还包括衬底、缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层及P型层；

其中，在所述衬底上沿外延生长方向依次沉积所述缓冲层、所述未掺杂的GaN层、所述N型层、所述应力释放层、所述多量子阱层及所述P型层。

3.根据权利要求1或2所述的LED外延片，其特征在于，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为W1，AlGaN 子层的厚度为W2，AlN子层的厚度为W3，GaN子层的厚度为W4，其中，W4＞W1≥W2≥W3。

4.根据权利要求3所述的LED外延片，其特征在于，所述量子垒层中的GaN子层为未掺杂的GaN或N型掺杂的GaN中的一种。

5.根据权利要求4所述的LED外延片，其特征在于，当所述量子垒层中的GaN子层为N型掺杂的GaN时，掺杂杂质元素为硅或锗中的一种，掺杂后的所述量子垒层中的GaN子层的电子浓度范围为10¹⁷ atoms/cm³～10¹⁹ atoms/cm³。

6.根据权利要求1或2所述的LED外延片，其特征在于，InGaN层生长温度为790℃~810℃，AlInGaN子层生长温度为810℃~830℃，AlGaN 子层的生长温度为830℃~850℃，AlN子层和GaN子层的生长温度均为850℃~870℃。

7.根据权利要求3所述的LED外延片，其特征在于，单个量子垒层中，AlInGaN子层的厚度为1nm~3nm，AlGaN 子层的厚度为1nm~2nm，AlN子层的厚度为0.5nm~1nm，GaN子层的厚度为9nm~11nm。

8.一种LED外延片的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-7任一项所述的LED外延片，所述制备方法包括：

沿外延生长方向周期性交替生长量子阱层和量子垒层，所述多量子阱层包括周期性交替生长的量子阱层和量子垒层，所述量子阱层为InGaN层，所述量子垒层为AlInGaN/AlGaN/AlN/GaN的组合结构，在生长多量子阱层的过程中，控制InGaN层生长温度为T0，AlInGaN子层生长温度为T1，AlGaN子层的生长温度为T2，AlN子层的生长温度为T3，GaN子层的生长温度为T4，其中，T4=T3≥T2≥T1≥T0。

9.根据权利要求8所述的LED外延片的制备方法，其特征在于，量子阱层生长结束后，打开Al源，In源流量从生长量子阱层的设置值渐变到0，Al源流量从0渐变到生长到AlGaN子层的Al源设置值，生长AlInGaN子层；流量稳定后，生长AlGaN 子层；然后关闭Ga源，生长AlN子层；再打开Ga源、关闭Al源，生长GaN子层。

10.一种LED芯片，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的LED外延片。