[发明专利]发光二极管的外延片及其制作方法

权利要求书

1.一种发光二极管的外延片，包括沿第一方向依次层叠的n型半导体层、发光层和p型半导体层，所述p型半导体层包括沿第一方向依次层叠的p型电子阻挡层、p型空穴提供层和p型欧姆接触层，其特征在于：

所述p型空穴提供层由含有Al的III族氮化物形成，且所述p型空穴提供层包括至少一个周期结构，每一周期结构包括沿第一方向依次层叠设置的第一子层、第二子层和第三子层；

所述第一子层中的Al组分含量沿第一方向逐渐降低，所述第一子层内由压缩应变引起的压电极化沿第一方向逐渐增强并在第一子层与第二子层的界面处形成第一压电极化场，所述第三子层中的Al组分含量沿第一方向逐渐升高，所述第三子层内由拉伸应变引起的压电极化沿第二方向逐渐增强并在第三子层与第二子层的界面处形成第二压电极化场，所述第一压电极化场与第二压电极化场的大小相同而方向相反，所述第二方向与第一方向相反；

所述第二子层中的Al组分均匀分布，且所述第二子层中的Al组分的平均含量大于所述第一子层、第三子层中任一者的Al组分的平均含量。

2.根据权利要求1所述的发光二极管的外延片，其特征在于：所述第一子层中的Al组分含量沿第一方向由50at.%逐渐降低至30at.%，所述第三子层中的Al组分含量沿第一方向由30at.%逐渐升高至50at.%，所述第二子层中的Al组分含量在60at.%以上。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管的外延片，其特征在于：所述第一子层为Al_xGa_1-xN层、第二子层为Al_yGa_1-yN层、第三子层为Al_zGa_1-zN层，0＜x≤0.5，0.5≤y＜1，0＜z≤0.5；和/或，所述第二子层的p型掺杂浓度为1×10¹⁹-1×10²⁰cm^-3。

4.根据权利要求1所述的发光二极管的外延片，其特征在于：所述第一子层和第二子层的界面处还形成有只能在平面内移动的二维电子气，所述第三子层和第二子层的界面处还形成有只能在平面内移动的二维空穴气；

和/或，所述第一子层的厚度为15-20nm；

和/或，所述第二子层的厚度为5-10nm；

和/或，所述第三子层的厚度为15-20nm；

和/或，所述p型空穴提供层包括20-30个周期结构。

5.如权利要求1-4中任一项所述的发光二极管的外延片的制作方法，包括制作沿第一方向依次层叠的n型半导体层、发光层和p型半导体层的步骤，所述p型半导体层包括沿第一方向依次层叠的p型电子阻挡层、p型空穴提供层和p型欧姆接触层；其特征在于，所述p型空穴提供层的制作方法包括：

1）在第一生长温度、第一生长压力条件下生长含有Al的III族氮化物，以形成第一子层，并使所述第一子层中的Al组分含量沿第一方向逐渐降低；

2）在第二生长温度、第二生长压力条件下，于所述第一子层上生长含有Al的III族氮化物，以形成第二子层，并使所述第二子层中的Al组分的平均含量大于第一子层中的Al组分的平均含量，以使所述第一子层内由压缩应变引起的压电极化沿第一方向逐渐增强并在第一子层与第二子层的界面处形成第一压电极化场；

3）在第三生长温度、第三生长压力条件下，于所述第二子层上生长含有Al的III族氮化物，以形成第三子层，并使所述第三子层中的Al组分含量沿第一方向逐渐升高，且使所述第三子层中的Al组分的平均含量小于第二子层中的Al组分的平均含量，以使所述第三子层内由拉伸应变引起的压电极化沿第二方向逐渐增强并在第三子层与第二子层的界面处形成第二压电极化场，所述第一压电极化场与第二压电极化场的大小相同而方向相反，所述第一方向与第二方向相反。

6.根据权利要求5所述的发光二极管的外延片的制作方法，其特征在于：所述第一生长温度为1000-1200℃、第一生长压力为100-250torr；所述第二生长温度为1200℃、第二生长压力为100torr；第三生长温度为1000-1200℃、第三生长压力为100-250torr。