[发明专利]用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED

说明书

本发明公开了一种用于Mini‑LED的外延片及其制备方法、Mini‑LED，涉及半导体光电器件领域。其中，用于Mini‑LED的外延片包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。实施本发明，可提升Mini‑LED的光效和波长一致性。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED。

背景技术

随着Mini-LED技术的迅速发展，Mini-LED产品已开始应用于超大屏高清显示，如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等商用领域。

由于Mini-LED尺寸缩小，对发光效率的要求也更高，并且使用电流变化更剧烈，所以对注入不同大小电流下波长一致性要求也更高。多量子阱作为有源区，存在压电极化电场，从而使得电子和空穴波函数在空间上重叠减小，辐射复合几率下降，导致Mini-LED内量子效率下降。由于极化场效应，在注入不同大小的测试电流下，发光波长会产生偏移，从而引起显示色差。

不仅如此，传统结构中，由于Mg的活化率很低，所以导致空穴浓度低，空穴本身迁移率较电子低，导致多量子阱层中，空穴和电子不平衡，影响发光效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法，其可提升Mini-LED的光效和波长一致性。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种Mini-LED，其光效高、波长一致性强。

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、本征GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层和SiGaN电子扩展层。

作为上述技术方案的改进，所述MgGaN空穴调控层中Mg的掺杂浓度为1×10¹²cm^-3-1×10¹⁴cm^-3，其厚度为2nm-5nm；

所述第一AlGaN夹层中Al组分的占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；

所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3-1×10¹⁵cm^-3，其厚度为2nm-5nm。

作为上述技术方案的改进，所述SiGaN电子扩展层中Si的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3-1×10¹⁴cm^-3。

作为上述技术方案的改进，所述量子垒层包括依次层叠的MgGaN空穴调控层、第一AlGaN夹层、SiGaN电子扩展层、第二AlGaN夹层和MgGaN电子消耗层。

作为上述技术方案的改进，所述第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.1，其厚度为0.5nm-2nm；

所述MgGaN电子消耗层中Mg的掺杂浓度为1×10¹²cm^-3-1×10¹⁴cm^-3，其厚度为2nm-5nm。

作为上述技术方案的改进，所述第一AlGaN夹层中Al组分占比为0.01-0.08，第二AlGaN夹层中Al组分占比为0.07-0.1。