[实用新型]一种发光二极管外延片

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在pn结中，p型半导体注入的空穴与n型半导体注入的电子复合，多余的能量以光的形式释放出来，把电能直接转换为光能。

以氮化镓为代表的Ⅲ族氮化物是直接带隙的宽禁带半导体材料，具有电子飘移饱和速度高，热导率好、强化学键、耐高温以及抗腐蚀等优良性能，广泛应用于LED。GaN材料绝大多数生长在蓝宝石衬底上，GaN基材料与蓝宝石衬底之间有较大的晶格失配度和较大的热膨胀系数差异，导致GaN外延层内产生高密度的缺陷造成电子溢流，同时底层缺陷延伸至有源区造成电子空穴的有效复合效率降低，降低了LED的发光效率。

实用新型内容

为了解决现有技术电子溢流和底层缺陷延伸至有源区的问题，本实用新型实施例提供了一种发光二极管外延片。所述技术方案如下：

本实用新型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蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、浅阱层、多量子阱层、低温P型GaN层、P型电子阻挡层、高温P型GaN层、P型接触层，所述发光二极管外延片还包括层叠在所述浅阱层和所述多量子阱层之间的复合插入层，所述复合插入层包括依次层叠在所述浅阱层上的非掺杂GaN层、InN层、Al_xGa_1-xN层，0.1＜x＜0.4。

可选地，所述非掺杂GaN层的厚度为5～20nm。

可选地，所述InN层的厚度为1～4nm。

可选地，所述Al_xGa_1-xN层的厚度为5～20nm。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在浅阱层和多量子阱层插入非掺杂GaN层、InN层、Al_xGa_1-xN层，0.1＜x＜0.4，Al_xGa_1-xN能够有效阻止底部形成的位错延伸至有源区，减少电子溢流，极大地提高了器件的发光效率，使发光更均匀；同时Al_xGa_1-xN层能够有效地提高势垒高度，使电子聚集在InN层，而且InN作为窄禁带半导体，能够形成低势阱区，使电子容易集聚在InN层，形成高迁移率的二维电子气，提高电子和空穴的复合效率，进一步提高器件的发光效率。另外，非掺杂GaN层可以防止InN层中的In向底层扩散而造成电子溢流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实用新型实施例提供了一种发光二极管外延片，参见图1，该发光二极管外延片包括蓝宝石衬底1、以及依次层叠在蓝宝石衬底1上的缓冲层2、未掺杂GaN层3、N型GaN层4、浅阱层5、复合插入层6、多量子阱层7、低温P型GaN层8、P型电子阻挡层9、高温P型GaN层10、P型接触层11。

在本实施例中，复合插入层6包括依次层叠在浅阱层上的非掺杂GaN层、InN层、Al_xGa_1-xN层，0.1＜x＜0.4。

具体地，缓冲层2为GaN层。浅阱层5包括交替层叠的In_xGa_1-xN层和GaN层，0＜x＜0.1。多量子阱层7包括交替层叠的In_yGa_1-yN层和GaN层，0.2＜x＜0.5。P型电子阻挡层9为AlGaN层。

可选地，非掺杂GaN层的厚度可以为5～20nm。

可选地，InN层的厚度可以为1～4nm。

可选地，Al_xGa_1-xN层的厚度可以为5～20nm。