[实用新型]外延片及发光二极管

说明书

本实用新型提供一种外延片及发光二极管，外延片包括衬底，还包括依次层叠于所述衬底上的缓冲叠层、N型半导体层、有源发光层、电子阻挡叠层以及P型半导体层；所述缓冲叠层包括依次层叠于所述衬底上的第一缓冲子层、第二缓冲子层以及第三缓冲子层，所述第一缓冲子层和第二缓冲子层均为InN层，所述第三缓冲子层为N型掺杂的InGaN层且其In含量沿远离所述衬底的方向依次递减。本实用新型提出的外延片，通过设置缓冲叠层，以降低衬底与外延层之间的晶格失配，减少外延生长缺陷，进而提高外延长晶质量，从而提高发光效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种外延片及发光二极管。

背景技术

发光二极管是一种将电能转化为光能的半导体电子元件，近年来，发光二极管的应用领域日趋广泛，市场需求不断扩大，已经被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明领域。发光二极管中的外延片是发光二极管的核心部分，因此，发光二极管外延片的发展备受关注。

目前发光二极管的外延结构，一般会包括衬底和在衬底上生长的外延层，由于衬底制作材料一般含有硅，而硅与外延层中的GaN之间存在巨大的晶格失配，且外延层在生长过程中会因为热膨胀而影响晶体生长质量，造成外延生长缺陷，进而导致发光二极管的发光效率较低。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种外延片，以降低衬底与外延层之间的晶格失配，减少外延生长缺陷，进而提高外延长晶质量，从而提高发光效率。

一种外延片，包括衬底，还包括依次层叠于所述衬底上的缓冲叠层、N型半导体层、有源发光层、电子阻挡叠层以及P型半导体层；

所述缓冲叠层包括依次层叠于所述衬底上的第一缓冲子层、第二缓冲子层以及第三缓冲子层，所述第一缓冲子层和第二缓冲子层均为InN层，所述第三缓冲子层为N型掺杂的InGaN层，所述N型掺杂的InGaN层的In含量沿远离所述衬底的方向依次递减。

综上，根据上述的外延片，通过在衬底与外延层之间新增一缓冲叠层，同时该缓冲叠层与外延层的晶格失配较低，进而确保外延层生长质量，达到提高发光效率的目的。具体为，缓冲叠层包括第一、第二以及第三缓冲子层，通过设置第一缓冲子层和第二缓冲子层能够缓解衬底与外延层之间的位错密度，提高外延长晶质量；由于此时与外延层中的N型半导体层直接接触的为第三缓冲子层，通过第三缓冲子层中递减的In含量能够降低所述第二缓冲子层与后续的外延层的晶格失配，避免硅质衬底与外延层直接接触造成晶格失配较大，有利于减少外延生长缺陷的产生，进而提高外延晶体质量，同时通过所述第三缓冲子层中N型掺杂还能提供更多的电子，增加有源发光层中电子密度，提高复合几率，能够进一步提高发光效率，解决了传统外延结构中存在的因衬底与外延层存在巨大的晶格失配而影响发光效率的问题。

进一步地，所述电子阻挡叠层包括呈周期性依次交替层叠于所述有源发光层上的第一电子阻挡子层和第二电子阻挡子层，所述第一电子阻挡子层为GaN层，任一所述第二电子阻挡子层均为P型掺杂的AlGaN层，所述AlGaN层的Al含量沿远离所述有源发光层的方向依次递减。

进一步地，任一所述第一电子阻挡子层的厚度沿远离所述有源发光层的方向依次递减。

进一步地，所述第二电子阻挡子层的P型掺杂浓度沿远离所述有源发光层的方向依次递增且小于P型半导体层的P型掺杂浓度。

进一步地，所述第二电子阻挡子层和P型半导体层的掺杂源均为Mg，所述第二电子阻挡子层为掺Mg的P型AlGaN层。

进一步地，所述第三缓冲子层的N型掺杂浓度沿远离所述衬底的方向依次递增且小于所述N型半导体层的N型掺杂浓度。

进一步地，所述第三缓冲子层和N型半导体层的掺杂源为Si，所述第三缓冲子层为掺Si的N型InGaN层。

进一步地，所述第二缓冲子层的厚度为20～60nm。