[发明专利]发光二极管的外延片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管的外延片及其制作方法。所述外延片包括依次层叠的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，所述p型空穴提供层包括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。本发明提供一种发光二极管的外延片的空穴浓度高且注入能力强，辐射复合发光效率高。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的外延片，特别涉及一种发光二极管的外延片及其制作方法，属于光电子技术领域。

背景技术

紫外LED光源在高效节能，体积小，安全耐用，无汞环保，低工作电压低功耗等优点，目前被广泛应用于荧光激发，水净化，光治疗，植物生长照明，紫外固化等领域。

目前紫外LED外延片通常包括衬底和在衬底上的AlN缓冲层、AlN三维成核层、AlN二维恢复层、n型AlGaN层、MQW发光层和p型层；LED通电后，载流子(包括n型AlGaN层的电子和p型层的空穴)会向发光层迁移，并在注入发光层后复合发光。但现有宽禁带AlN基LED外延片中，由于p型掺杂剂存在较高的受主激活能和较低的溶解度，导致外延片P型层通常具有较低的电导率和较高的接触电阻，进而产生较低的空穴浓度和注入效率，以及，其中的p型层一般采用GaN材料，GaN材料的能带宽度较AlGaN低，具有较强的吸光效应，进而导致取光效率较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发光二极管的外延片及其制作方法，可以改善发光二极管空穴注入效率，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明一方面提供了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，

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。

本发明另一方面还提供了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；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；