[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明提供一种发光二极管外延片及其制备方法，该发光二极管外延片包括复合电子阻挡层，复合电子阻挡层为超晶格结构，复合电子阻挡层包括M个周期交替层叠的第一子层以及第二子层；第一子层为p型掺杂Er_aAl_bGa_1‑a‑bN层，第二子层为p型掺杂GaN层。通过将现有的p型AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层转变成周期性依次层叠的p型掺杂Er_aAl_bGa_1‑a‑bN层和p型掺杂GaN层，可以实现异质结界面上的晶格匹配，消除界面应力，避免Er_aAl_bGa_1‑a‑bN势垒高度下降，保持良好的电子阻挡能力，有效提高LED的光电效率。

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及其制备方法。

背景技术

氮化镓(GaN)半导体材料具有直接宽带隙、电子饱和漂移速度快，热导率高和等优异特性，当前氮化镓(GaN)基LED在固态照明、紫外杀菌消毒、新型显示领域等方面具有重要应用价值。

目前GaN基蓝绿紫光LED常通包括衬底和在衬底上的GaN或AlGaN缓冲层、三维岛状生长层、二维合并生长层、n型GaN电流扩展层、多量子阱发光层和电子阻挡层和p型GaN电流扩展层和p型欧姆接触层。其中GaN基LED通常采用掺Mg的p型宽禁带AlGaN层作为多量子阱垒结构之上的电子阻挡层。虽然该结构可以有效阻挡热电子向p型层泄漏，但是p型AlGaN具有较高的受主激活能,其空穴浓度低，在LED大电流工作条件下不利于LED光效的保持，从而导致LED的发光效率降低。

在此基础上，一种基于p型AlGaN/GaN的超晶格结构开始被用作LED的电子阻挡层,通过在p型AlGaN/GaN超晶格结构中，极化电场使得GaN层的能带弯曲，降低了Mg的激活能，从而在GaN层中产生更高浓度的空穴，但是AlGaN和GaN由于晶格失配产生的界面应力，使得AlGaN的势垒高度降低，减弱了电子阻挡效果。其次是为了使GaN层的能带足够弯曲以降低Mg的激活能，AlGaN层的厚度需要保持足够厚的膜厚，这阻碍了空穴在垂直方向的输运。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种发光二极管外延片及其制备方法，旨在解决现有技术中发光二极管的发光效率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种发光二极管外延片：包括复合电子阻挡层，所述复合电子阻挡层为超晶格结构，所述复合电子阻挡层包括M个周期交替层叠的第一子层以及第二子层；其中，所述第一子层为p型掺杂Er_aAl_bGa_1-a-bN层，所述第二子层为p型掺杂GaN层。