一种发光二极管外延片及其制备方法与流程

本发明涉及发光二极管，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术：

1、微发光二极管(micro～led)因为其高亮度、高分辨率、高对比度和低功耗等优点受到前所未有的关注，其应用领域涵盖穿戴式设备、电子设备屏幕、生物医学、无透镜显微镜和可见光通讯等。在显示领域与已经发展成熟的lcd和oled相比，micro～led在像素密度、显示亮度和使用寿命等方面都有显著优势，被认为是显示领域的终极目标。制备全彩显示，红光micro～led是必不可少的一项，其制造主要以四元合金材料algainp为主。

2、目前，algainp基发光二极管外延层结构的窗口层多采用mg掺gap层。但是因为mg掺杂效率较低，电流扩展较差，并与p型限制层的晶格失配较大，晶体质量较差，导致发光二极管的光电性能较差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，能够改善mg掺杂效率和晶体质量，提升发光二极管的发光效率和工作电压。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种发光二极管外延片，包括衬底，在所述衬底上依次层叠的缓冲层、布拉格反射镜层、n型限制层、有源层、p型限制层和p型窗口层；其中，所述p型窗口层包括mg掺alingap层、mg掺ingap/非掺gap超晶格层和mg掺gap层。

3、作为上述方案的改进，所述mg掺alingap层中al组分为0.01～0.3，in组分为0.01～0.5。

4、作为上述方案的改进，所述mg掺alingap层中al组分逐渐下降，in组分逐渐下降。

5、作为上述方案的改进，所述mg掺alingap层的厚度为5nm～50nm，mg的掺杂浓度为1×1017atoms/cm3～1×1018atoms/cm3。

6、作为上述方案的改进，所述mg掺ingap/非掺gap超晶格层包括交替层叠的mg掺ingap层和非掺gap层，周期数为10～100。

7、作为上述方案的改进，所述mg掺ingap层的厚度为1nm～10nm，所述非掺gap层的厚度为5nm～50nm。

8、作为上述方案的改进，所述mg掺ingap层中in组分为0.01～0.1，mg的掺杂浓度为1×1018atoms/cm3～1×1019atoms/cm3。

9、作为上述方案的改进，所述mg掺gap层的厚度为50nm～500nm，mg的掺杂浓度为1×1019atoms/cm3～1×1020atoms/cm3。

10、作为上述方案的改进，所述mg掺alingap层的生长温度为700℃～750℃，生长压力为40mbar～60mbar；

11、所述mg掺ingap/非掺gap超晶格层的生长温度为780℃～850℃，生长压力为40mbar～60mbar；

12、所述mg掺gap层的生长温度为780～850℃，生长压力为40mbar～60mbar。

13、本发明第二方面提供一种所述的高光效近紫外发光二极管外延片的制备方法，包括：

14、(1)提供一衬底；

15、(2)于所述衬底上依次沉积缓冲层、布拉格反射镜层、n型限制层、有源层、p型限制层和p型窗口层；

16、其中，所述p型窗口层包括mg掺alingap层、mg掺ingap/非掺gap超晶格层和mg掺gap层。

17、实施本发明，具有如下有益效果：

18、本发明中，通过mg掺alingap层、mg掺ingap/非掺gap超晶格层和mg掺gap层作为p型窗口层层叠设置于p型限制层上，能够提高晶体质量，减少缺陷产生的非辐射复合，提高电子与空穴在有源层的辐射复合，而且电流扩展性好，进而改善了发光二极管的光电性能，使其发光效率得以提高，同时也降低了其工作电压。

技术特征：

1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底，在所述衬底上依次层叠的缓冲层、布拉格反射镜层、n型限制层、有源层、p型限制层和p型窗口层；其中，所述p型窗口层包括mg掺alingap层、mg掺ingap/非掺gap超晶格层和mg掺gap层。

2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺alingap层中al组分为0.01～0.3，in组分为0.01～0.5。

3.如权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺alingap层中al组分逐渐下降，in组分逐渐下降。

4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺alingap层的厚度为5nm～50nm，mg的掺杂浓度为1×1017atoms/cm3～1×1018atoms/cm3。

5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺ingap/非掺gap超晶格层包括交替层叠的mg掺ingap层和非掺gap层，周期数为10～100。

6.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺ingap层的厚度为1nm～10nm，所述非掺gap层的厚度为5nm～50nm。

7.如权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺ingap层中in组分为0.01～0.1，mg的掺杂浓度为1×1018atoms/cm3～1×1019atoms/cm3。

8.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺gap层的厚度为50nm～500nm，mg的掺杂浓度为1×1019atoms/cm3～1×1020atoms/cm3。

9.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述mg掺alingap层的生长温度为700℃～750℃，生长压力为40mbar～60mbar；

10.一种如权利要求1～9任一项所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及发光二极管的技术领域，公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，所述发光二极管外延片包括衬底，在所述衬底上依次层叠的缓冲层、布拉格反射镜层、N型限制层、有源层、P型限制层和P型窗口层；其中，所述P型窗口层包括Mg掺AlInGaP层、Mg掺InGaP/非掺GaP超晶格层和Mg掺GaP层。实施本发明，能够提高量子阱层晶体质量，减少缺陷产生的非辐射复合，提高电子与空穴在量子阱层的辐射复合，而且电流扩展性好，进而改善了发光二极管的光电性能，使其发光效率得以提高，同时也降低了其工作电压。

技术研发人员：程龙,郑文杰,高虹,刘春杨,胡加辉,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9