[发明专利]一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体技术领域，所述发光二极管外延片包括衬底，以及依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、缺陷屏蔽层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层及P型GaN层，所述缺陷屏蔽层包括依次层叠于所述缓冲层之上的第一GaN层、Mgsubgt;x/subgt;Nsubgt;(1‑x)/subgt;层、第二GaN层、Bsubgt;y/subgt;Gasubgt;(1‑y)/subgt;N层，本发明能够解决现有技术中利用缓冲层技术及两步生长法改善底层晶格失配和热失配的效果有限，影响发光效率的技术问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，以氮化镓(GaN)为代表的III族氮化物半导体，作为发光二极管(LED)、激光器(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)等电子和光电子器件的理想材料受到广泛的关注。但是氮化镓基外延生长过程中，受衬底和外延层之间的晶格失配和热失配等因素而产生许多位错缺陷，过多的缺陷密度减少器件寿命、降低器件性能，因此高质量低缺陷密度的氮化镓外延生长技术仍然显得尤为重要。

为了解决衬底和外延层之间的晶格失配和热失配带来的缺陷，目前被广泛使用的方法是在氮化镓基外延生长之前利用磁控溅射技术插入一层高质量的AlN缓冲层，由于AlN的晶格常数与氮化镓的晶格常数失配度低，能有效减少了受晶格失配带来的位错缺陷。另一种方法是两步生长方法，即在氮化镓外延生长开始阶段，先在低温高压条件下以缓冲层晶粒为基础进行3D生长，晶体表面生长模式倾向与岛状生长，减少了岛与岛之间的位错缺陷密度。再次用高温低压的条件进行2D生长，增强侧向平铺能力，使岛与岛逐渐合并，从而减少穿透位错的延伸。

但是利用缓冲层技术及两步生长法能改善底层晶格失配和热失配带来的位错缺陷数量，但是其穿透位错的密度仍然很高。这些穿透位错会延伸至量子阱层，严重影响发光区的晶体质量，使更多的载流子被缺陷捕获，导致非辐射复合数量增加，最终影响发光效率。同时氮化镓在高温生长过程中很容易引入点缺陷，影响材料的掺杂性能，造成更多的漏电通道，降低了产品可靠性能。

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、发光二极管，旨在解决现有技术中利用缓冲层技术及两步生长法改善底层晶格失配和热失配的效果有限，影响发光效率的技术问题。

本发明的第一方面在于提供一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底，以及依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、缺陷屏蔽层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层及P型GaN层，

所述缺陷屏蔽层包括依次层叠于所述缓冲层之上的第一GaN层、Mg_xN_(1-x)层、第二GaN层、B_yGa_(1-y)N层。