[发明专利]GaN基发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管

权利要求书

1.一种GaN基发光二极管外延片，其特征在于，包括多量子阱层，所述多量子阱层为量子阱层和量子垒层交替生长的周期性结构；

其中，最后一个生长的量子垒层为复合量子垒层，所述复合量子垒层包括依次生长的InN子层、InAlGaN子层和AlN子层，所述InAlGaN子层的In组分沿外延生长方向渐变降低，且所述InAlGaN子层的Al组分沿外延生长方向渐变升高。

2.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述AlN子层的生长温度高于所述InN子层的生长温度，所述InAlGaN子层的生长温度渐变升高。

3.根据权利要求2所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述InAlGaN子层的生长温度从所述InN子层的生长温度渐变升高至所述AlN子层的生长温度，所述InN子层的生长温度为820～860℃，所述AlN子层的生长温度为870～920℃。

4.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述InAlGaN子层的In组分沿外延生长方向由第一组分值渐变降低至0；

所述InAlGaN子层的Al组分沿外延生长方向由0渐变升高至第二组分值；

其中，所述第一组分值为0.1-0.2，所述第二组分值为0.1-0.3。

5.根据权利要求4所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述InN子层的In组分小于等于所述第一组分值，所述AlN子层的Al组分为0.2-0.5。

6.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，所述复合量子垒层的厚度为8-15nm，其中，所述InN子层的厚度为0.5-3nm，所述InAlGaN子层的厚度为5-10nm，所述AlN子层的厚度为0.5-3nm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的GaN基发光二极管外延片，其特征在于，还包括衬底、GaN低温缓冲层、不掺杂的GaN层、N型掺杂GaN层、电子阻挡层和p型掺杂GaN层；

其中，所述GaN低温缓冲层、所述不掺杂的GaN层、所述N型掺杂GaN层、所述多量子阱层、所述电子阻挡层和所述p型掺杂GaN层依次外延生长于所述衬底上。

8.一种GaN基发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-7任一项所述的GaN基发光二极管外延片，所述制备方法包括：

交替生长量子阱层和量子垒层，以制备多量子阱层，同时在生长最后一个的量子垒层时：

首先通入In源，以生长InN子层，然后再通入Ga源和Al源，并继续通入In源，同时控制In源通入量渐变降低，Al源通入量渐变升高，以生长Al组分和In组分均渐变的InAlGaN子层，最后关闭Ga源和In源，保持Al源通入，生长AlN子层。

9.根据权利要求8所述的GaN基发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在交替生长量子阱层和量子垒层，以制备多量子阱层的步骤之前，还包括：

提供一外延生长用的衬底；

在所述衬底之上依次外延生长GaN低温缓冲层、不掺杂的GaN层和N型掺杂GaN层，所述多量子阱层生长于所述N型掺杂GaN层上；

在交替生长量子阱层和量子垒层，以制备多量子阱层的步骤之后，还包括：

在所述多量子阱层上依次外延生长电子阻挡层和p型掺杂GaN层。

10.一种发光二极管，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的GaN基发光二极管外延片。