[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体技术领域。外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，缓冲层，电子阻挡层包括依次层叠的多个复合结构，每个复合结构包括依次层叠的第一子层和第二子层，第一子层的材料采用氮化硼铝，第二子层的材料采用氮化铟镓。本发明氮化硼铝提高电子阻挡层的能级，升高导带的能级，同时降低价带的能级，增大导带和价带之间的禁带宽度，增强对电子的阻挡效果，同时增加空穴的注入，从而在有效阻挡电子跃迁到P型半导体层的情况下，有利于空穴注入有源层，增加注入有源层的空穴数量，提高LED的发光效率。

技术领域

本发明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(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子组件。LED具有节能环保、可靠性高、使用寿命长等优点，因此目前受到越来越多的关注和研究。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层依次层叠在衬底上。衬底用于为外延材料提供生长表面，缓冲层用于缓解衬底和N型半导体层之间的晶格失配，N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴，有源层用于进行电子和空穴的复合发光，电子阻挡层用于阻挡电子跃迁到P型半导体层与空穴进行非辐射复合。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

电子阻挡层通常采用厚度大于50nm的氮化铝镓(AlGaN)实现。如果电子阻挡层的厚度太小，则可能无法有效阻挡电子跃迁到P型半导体层，导致P型半导体层中发生非辐射复合。如果电子阻挡层的厚度太大，虽然可以有效阻挡电子跃迁到P型半导体层，但是同时也可能限制P型半导体层的空穴注入有源层与电子进行辐射复合发光。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法，能够解决无法有效阻挡电子跃迁到P型半导体层或者限制P型半导体层的空穴注入有源层与电子进行辐射复合发光的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明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、缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述缓冲层，所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，所述电子阻挡层包括依次层叠的多个复合结构，每个所述复合结构包括依次层叠的第一子层和第二子层，所述第一子层的材料采用氮化硼铝，所述第二子层的材料采用氮化铟镓。

可选地，所述电子阻挡层的厚度为10nm～15nm。

可选地，所述复合结构的数量为2个～4个。

可选地，每个所述复合结构还包括第三子层，所述第三子层设置在所述第一子层和所述第二子层之间，所述第三子层的材料采用氮化铝镓。

优选地，所述第三子层的材料采用Al_yGa_1-yN，0.2≤y≤0.4。

可选地，所述第一子层的材料采用B_xAl_1-xN，0.1≤x≤0.2。

可选地，所述第二子层的材料采用In_zGa_1-zN，0.02≤z≤0.2。

另一方面，本发明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缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层；