[实用新型]一种GaN基LED外延片

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体制造技术领域，具体涉及一种GaN基LED外延片。

背景技术

发光二极管LED具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保耐用等特点，在各个领域得到了广泛应用。其中，GaN基LED能够发出高亮蓝光、绿光、紫外，尤其受到关注。近年来，由于应用的需要，制备大功率的LED外延片已成为发展的必然趋势，但随着发光功率的提升，伴随而来有效率衰减的问题出现，主要是由于载流子溢出，低效率的电子注入和空穴的传输。

为解决上述问题，现有技术在量子阱层与P型GaN层之间插入EBL（Electron Blocking Layer，电子阻挡层）结构，利用EBL的能带效应限制电子的过溢，提高内量子效率。具体到GaN基的外延片而言，EBL通常采用单层Al_xGa_1?xN或者Al_xGa_1?xN/GaN超晶格结构，通过控制EBL层的厚度和其中Al_xGa_1?xN的x数值调整能带的效应，以便改善内量子效率。但是，该技术存在以下缺点：Al_xGa_1?xN在EBL结构中产生极化场效应，使得势垒作用变小而起不到阻挡电子的作用，载流子溢出并没有得到消除。同时极化场效应还导致在GaN界面能带弯曲和原子能带偏移，反而延迟了空穴的注入，恶化了发光性能。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种载流子复合效率高、驱动电压低、内量子效率高的GaN基LED外延片实用新型。

为此，根据本实用新型实施例的GaN基LED外延片，包括：衬底；形成在所述衬底之上的缓冲层；

形成在所述缓冲层上的本征GaN层；

形成在所述本征GaN层之上的N型GaN层；形成在所述N型GaN层之上的量子阱层；

形成在所述量子阱层之上的第一超晶格结构层；形成在所述第一超晶格结构层之上的低温P型GaN层；形成在所述低温P型GaN层之上的电子阻挡层；以及形成在所述电子阻挡层之上的P型GaN层。

在本实用新型的一个示例中，所述第一超晶格结构层包括多级的Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格结构。

在本实用新型的一个示例中，最底部的所述Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格结构为Al_0.07Ga_0.93N/In_0.01Ga_0.99N超晶格结构；最顶部的所述Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格结构为Al_0.12Ga_0.88N/In_0.005Ga_0.995N超晶格结构。

在本实用新型的一个示例中，所述第一超晶格结构层厚度为10-30nm。

在本实用新型的一个示例中，还包括：形成在所述电子阻挡层与所述P型GaN层与之间的第二超晶格结构层。

在本实用新型的一个示例中，所述第二超晶格结构层包括多级的In_yGa_1-yN/Al_xGa_1-xN超晶格结构。

在本实用新型的一个示例中，最底部的所述In_yGa_1-yN/Al_xGa_1-xN超晶格结构为In_0.005Ga_0.995N/Al_0.12Ga_0.88N超晶格结构；最顶部的所述In_yGa_1-yN/Al_xGa_1-xN超晶格结构为In_0.01Ga_0.99N/Al_0.07Ga_0.93N超晶格结构。

在本实用新型的一个示例中，所述第二超晶格结构层厚度为7-21nm。