CN116936701B - 一种发光二极管外延片及制备方法、led芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管外延片及制备方法、LED芯片，涉及半导体器件技术领域，该外延片包括衬底，还包括：依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层与P型半导体层；其中，所述P型半导体层包括依次层叠于所述多量子阱层上的漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg‑BInGaN层，周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg‑AlN层。本发明解决了现有技术中P型半导体层漏电，光电性能下降，且由于空穴的有效的质量远大于电子，其传递速度也低于电子，空穴注入到量子效率也低于电子，从而影响了发光效率的提升的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种发光二极管外延片及制备方法、LED芯片。
背景技术
半导体发光二极管可将电能转变成光能。LED为固态光源，具有能耗相对较低、响应迅速与体积较小等特征，可运用到普通照明与背光等多个场景。LED凭借其高光效的特点，已逐渐取代传统照明光源，成为了新一代光源，引发新的照明革命。
为降低空穴注入到有源区中的阻力，通常P型半导体厚度一般设计较薄，约为200nm以内。由于MOCVD生长的GaN背景载流子浓度较高（电子），加上Mg的激活能较大，P型半导体中Mg掺浓度约为2x1020atoms/cm3左右，Mg掺杂浓度过高会破坏晶体质量，而掺杂浓度较低则会影响空穴浓度。
然而，Mg受主的能级较深，约为170meV，室温下Mg的电离率只有1%左右；其次，部分缺陷从多量子阱层延伸至P型半导体层，导致P型半导体层漏电，光电性能下降；最后，由于空穴的有效的质量远大于电子，其传递速度也低于电子，因此空穴注入到量子效率也低于电子，从而影响了发光效率的提升。
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制备方法、LED芯片，旨在解决现有技术中记载的技术问题，以提升发光二极管外延片的发光效率。
本发明的第一方面在于提供一种发光二极管外延片，包括衬底，所述发光二极管外延片还包括：
依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层与P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括依次层叠于所述多量子阱层上的漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
根据上述技术方案的一方面，所述漏电屏蔽SiN层的厚度为1nm-10nm，所述二维空穴气InGaN层的厚度为0.5nm-5nm，所述低掺Mg-AlN层的厚度为5nm-50nm，所述高掺Mg-BInGaN层的厚度为10nm-100nm。
根据上述技术方案的一方面，所述二维空穴气InGaN层中In组分为0.01-0.2，所述高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.01-0.5，In组分为0.01-0.1。
根据上述技术方案的一方面，所述低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1017atoms/cm3-1x1019atoms/cm3，所述高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1019atoms/cm3-1x1021atoms/cm3。
根据上述技术方案的一方面，所述二维空穴气InGaN层与所述低掺Mg-AlN层的交替层叠周期为1-10个。
本发明的第二方面在于提供一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法用于制备上述技术方案当中所述的发光二极管外延片，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底之上依次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层；
在预设生长条件下，在所述多量子阱层上生长P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
根据上述技术方案的一方面，所述P型半导体层的生长气氛包括N2、H2与NH3，N2、H2与NH3的比例为1:1:1-1:10:10。
根据上述技术方案的一方面，所述P型半导体层的生长温度为800℃-1000℃。
根据上述技术方案的一方面，所述P型半导体层的生长压力为50torr-300torr。
本发明的第三方面在于提供一种LED芯片，所述LED芯片包括上述技术方案当中所述的发光二极管外延片。
与现有技术相比，采用本发明所示的发光二极管外延片及制备方法、LED芯片，有益效果在于：
第一，GaN基发光二极管因为是异质外延，造成GaN外延层产生大量的缺陷，部分缺陷甚至穿过多量子阱层到P型半导体层，另外P型半导体层Mg掺杂浓度过高破坏晶体质量，因此造成GaN基发光二极管的漏电，而沉积漏电屏蔽SiN层能够有效降低外延缺陷延伸至P型半导体层，减少发光二极管的漏电通道，提高光电性能；第二，沉积二维空穴气InGaN层/低掺Mg-AlN层交叠结构，因二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层的晶格失配产生极化效应，产生二维空穴气，促进空穴注入到多量子阱层中，而通过沉积多个交叠结构，进一步产生多个二维空穴气层，加速空穴注入到多量子阱层中；第三，沉积高掺Mg-BInGaN层通过高掺Mg元素产生足够的空穴与电子发生非辐射复合，掺杂In可以降低Mg的激活能，提高活化Mg浓度，提高空穴浓度，而掺杂B/In可以增加带隙的宽度，减少电子溢流，最终提高发光二极管的发光效率。
附图说明
本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
图1为本发明实施例中发光二极管外延片的结构示意图。
图2为本发明实施例中发光二极管外延片的制备流程图。
附图符号说明：
衬底100、缓冲层200、非掺杂GaN层300、N型GaN层400、多量子阱层500、P型半导体层600、漏电屏蔽SiN层610、二维空穴气InGaN层620、低掺Mg-AlN层630、高掺Mg-BInGaN层640。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的第一方面在于提供一种发光二极管外延片，包括衬底，所述发光二极管外延片还包括：
依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层与P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括依次层叠于所述多量子阱层上的漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
进一步的，所述漏电屏蔽SiN层的厚度为1nm-10nm，所述二维空穴气InGaN层的厚度为0.5nm-5nm，所述低掺Mg-AlN层的厚度为5nm-50nm，所述高掺Mg-BInGaN层的厚度为10nm-100nm。
进一步的，所述二维空穴气InGaN层中In组分为0.01-0.2，所述高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.01-0.5，In组分为0.01-0.1。
进一步的，所述低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1017atoms/cm3-1x1019atoms/cm3，所述高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1019atoms/cm3-1x1021atoms/cm3。
进一步的，所述二维空穴气InGaN层与所述低掺Mg-AlN层的交替层叠周期为1-10个。
本发明的第二方面在于提供一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法用于制备上述技术方案当中所述的发光二极管外延片，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底之上依次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层；
在预设生长条件下，在所述多量子阱层上生长P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
进一步的，所述P型半导体层的生长气氛包括N2、H2与NH3，N2、H2与NH3的比例为1:1:1-1:10:10。
进一步的，所述P型半导体层的生长温度为800℃-1000℃。
进一步的，所述P型半导体层的生长压力为50torr-300torr。
本发明的第三方面在于提供一种LED芯片，所述LED芯片包括上述技术方案当中所述的发光二极管外延片。
与现有技术相比，采用本发明所示的发光二极管外延片及制备方法、LED芯片，有益效果在于：
第一，GaN基发光二极管因为是异质外延，造成GaN外延层产生大量的缺陷，部分缺陷甚至穿过多量子阱层到P型半导体层，另外P型半导体层Mg掺杂浓度过高破坏晶体质量，因此造成GaN基发光二极管的漏电，而沉积漏电屏蔽SiN层能够有效降低外延缺陷延伸至P型半导体层，减少发光二极管的漏电通道，提高光电性能；第二，沉积二维空穴气InGaN层/低掺Mg-AlN层交叠结构，因二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层的晶格失配产生极化效应，产生二维空穴气，促进空穴注入到多量子阱层中，而通过沉积多个交叠结构，进一步产生多个二维空穴气层，加速空穴注入到多量子阱层中；第三，沉积高掺Mg-BInGaN层通过高掺Mg元素产生足够的空穴与电子发生非辐射复合，掺杂In可以降低Mg的激活能，提高活化Mg浓度，提高空穴浓度，而掺杂B/In可以增加带隙的宽度，减少电子溢流，最终提高发光二极管的发光效率。
实施例一
请参阅图1，本发明的第一实施例提供了一种发光二极管外延片，其为氮化物发光二极管外延片，该发光二极管外延片包括：
衬底100；
以及依次层叠于所述衬底之上的缓冲层200、非掺杂GaN层300、N型GaN层400、多量子阱层500与P型半导体层600；
其中，所述P型半导体层600包括依次层叠于所述多量子阱层上的漏电屏蔽SiN层610、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层640，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层620与所述低掺Mg-AlN层630。
在本实施例当中，所述漏电屏蔽SiN层610的厚度为5nm，所述二维空穴气InGaN层620的厚度为3nm，所述低掺Mg-AlN层630的厚度为10nm，所述高掺Mg-BInGaN层640的厚度为35nm。
进一步的，所述二维空穴气InGaN层620中In组分为0.1，所述高掺Mg-BInGaN层640中B组分为0.1，In组分为0.05。
进一步的，所述低掺Mg-AlN层630中Mg元素的掺杂浓度为1x1018atoms/cm3，所述高掺Mg-BInGaN层640中Mg元素的掺杂浓度为1x1020atoms/cm3。
进一步的，所述二维空穴气InGaN层620与所述低掺Mg-AlN层630的交替层叠周期为3个。
请参阅图2，在本实施例当中，用于制备该发光二极管外延片的制备方法，包括：
步骤S11，提供一衬底。
具体地，衬底选用蓝宝石衬底，蓝宝石是目前最常用的GaN基LED衬底材料，蓝宝石衬底具有制备工艺成熟、价格较低、易于清洗和处理，高温下有很好的稳定性。
当然，在其它一些可行的实施例当中，衬底还可以选用SiO2衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底中的一种。
步骤S12，在衬底上沉积缓冲层，并对沉积有缓冲层的衬底进行预处理。
具体地，选用在应用材料PVD中沉积AlN缓冲层，其厚度为15 nm，采用AlN缓冲层提供了与衬底取向相同的成核中心，释放了GaN和衬底之间的晶格失配产生的应力以及热膨胀系数失配所产生的热应力，为进一步的外延生长提供了平整的成核表面，减少其成核生长的接触角使岛状生长的GaN晶粒在较小的厚度内能连成面，转变为二维外延生长。
其中，对沉积有缓冲层的衬底进行预处理包括：
将已镀完AlN缓冲层的蓝宝石衬底转入MOCVD反应腔中，在H2气氛进行预处理1-10min，处理温度为1000-1200℃，再对蓝宝石衬底进行氮化处理，以提升AlN缓冲层的晶体质量，并且可以有效提高后续沉积GaN外延层的晶体质量。
步骤S13，在缓冲层上沉积非掺杂GaN层。
具体地，非掺杂GaN层的生长温度为1100℃，生长压力为150torr，其生长厚度2-3μm，非掺杂GaN层生长温度较高，压力较低，制备的到GaN的晶体质量较优，同时厚度随着GaN厚度的增加，压应力会通过堆垛层错释放，线缺陷减少，晶体质量提高，反向漏电降低，但提高GaN层厚度对Ga源材料消耗较大，大大提高了LED的外延成本，因此目前发光二极管外片中非掺杂GaN层通常生长2-3um，不仅节约生产成本，而且GaN材料又具有较高的晶体质量。
在其它一些可行的实施例当中，非掺杂的GaN层生长温度为1050℃-1200℃，生长压力为100-600 torr，生长厚度为1-5μm。
步骤S14，在非掺杂GaN层上沉积N型GaN层。
具体地，N型GaN层的生长温度为1120℃，生长压力为100torr，生长厚度为2-3μm，N型GaN层中，Si掺杂浓度为2.5x1019atoms/cm3，首先N型GaN层为LED外延片的发光提供充足电子，其次N型GaN层的电阻率要比P型GaN层上透明电极的电阻率高，因此设置足够的Si掺杂，可以有效的降低N型GaN层的电阻率，最后N型GaN层设置足够的厚度可以有效释放应力发光二极管的发光效率。
在其它一些可行的实施例当中，N型GaN层的生长温度为1050℃-1200℃，生长压力为100-600torr，生长厚度为2-3μm，Si掺杂浓度为1x1019-5x1019atoms/cm3。
步骤S15，在N型GaN层上沉积多量子阱层。
具体地，多量子阱层为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数为10个，其中InGaN量子阱层的生长温度为795℃，厚度为3.5nm，生长压力为200torr，In组分为0.22，AlGaN量子垒层的生长温度为855℃，生长厚度为9.8nm，生长压力为200torr，Al组分为0.05，该多量子阱层为电子和空穴复合的区域，合理的结构设计可以显著增加电子和空穴波函数交叠程度，从而提高LED器件发光效率。
在其它一些可行的实施例当中，多量子阱层为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数1-15个，其中InGaN量子阱层的生长温度为790-810℃，生长厚度为2-5nm，生长压力为50-300torr，In组分为0.01-0.5；AlGaN量子垒层的生长温度为800-900℃，生长厚度为5-15nm，生长压力为50-300torr，Al组分为0.01-0.1。
步骤S16，在多量子阱层上沉积P型半导体层。
在本实施例当中，该P型半导体层包括漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
具体地，所述P型半导体层包含漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层以及高掺Mg-BInGaN层，周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
其中，漏电屏蔽SiN层的厚度为5nm，二维空穴气InGaN层的厚度为3nm，低掺Mg-AlN层的厚度为10nm，高掺Mg-BInGaN层的厚度为35nm。
进一步的，二维空穴气InGaN层中In组分为0.1，高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.1，高掺Mg-BInGaN层中In组分为0.05；二维空穴气InGaN层、低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度均为1x1018atoms/cm3，高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1020atoms/cm3。
进一步的，二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层交叠结构的周期为3个。
进一步的，P型半导体层的生长气氛包括通入N2/H2/NH3，N2/H2/NH3的比例在1:6:3，且在沉积P型半导体层的过程中，P型半导体层生长温度为950℃，P型半导体层的生长压力为150torr。
本发明产生的有益效果，第一，GaN基发光二极管因为是异质外延，造成GaN外延层产生大量的缺陷，部分缺陷甚至穿过多量子阱层到P型半导体层，另外P型半导体层Mg掺杂浓度过高破坏晶体质量，因此造成GaN基发光二极管的漏电，而沉积漏电屏蔽SiN层能够有效降低外延缺陷延伸至P型半导体层，减少发光二极管的漏电通道，提高光电性能；第二，沉积二维空穴气InGaN层/低掺Mg-AlN层交叠结构，因二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层的晶格失配产生极化效应，产生二维空穴气，促进空穴注入到多量子阱层中，而通过沉积多个交叠结构，进一步产生多个二维空穴气层，加速空穴注入到多量子阱层中；第三，沉积高掺Mg-BInGaN层通过高掺Mg元素产生足够的空穴与电子发生非辐射复合，掺杂In可以降低Mg的激活能，提高活化Mg浓度，提高空穴浓度，而掺杂B/In可以增加带隙的宽度，减少电子溢流，最终提高发光二极管的发光效率。
在本实施例当中还提供了一种LED芯片，该LED芯片采用本实施例当中所示的发光二极管外延片，并在外延片上制作芯片电极，得到LED芯片。
通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升5%，其他项电学性能良好。
实施例二
本发明的第二实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，漏电屏蔽SiN层的厚度为7nm，二维空穴气InGaN层的厚度为4nm，低掺Mg-AlN层的厚度为12nm，高掺Mg-BInGaN层的厚度为40nm。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升3.5%，其他项电学性能良好。
实施例三
本发明的第三实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，漏电屏蔽SiN层的厚度为3nm，二维空穴气InGaN层的厚度为2nm，低掺Mg-AlN层的厚度为8nm，高掺Mg-BInGaN层的厚度为30nm。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升2.8%，其他项电学性能良好。
实施例四
本发明的第四实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层中In组分为0.15，高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.2，高掺Mg-BInGaN层中In组分为0.07。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升3.2%，其他项电学性能良好。
实施例五
本发明的第五实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层中In组分为0.05，高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.07，高掺Mg-BInGaN层中In组分为0.03。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升2.0%，其他项电学性能良好。
实施例六
本发明的第六实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层、低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度均为5x1018atoms/cm3，高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为6x1020atoms/cm3。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升3.5%，其他项电学性能良好。
实施例七
本发明的第七实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层、低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度均为5x1017atoms/cm3，高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为6x1019atoms/cm3。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升1.8%，其他项电学性能良好。
实施例八
本发明的第八实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层交叠结构的周期为5个。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升2.5%，其他项电学性能良好。
实施例九
本发明的第九实施例同样提供了一种发光二极管外延片，本实施例当中采用了与第一实施例相同的制备方法对外延片进行制备，本实施例当中所示的外延片与第一实施例当中所示的外延片结构基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层交叠结构的周期为1个。
采用本实施例当中所示的发光二极管外延片进行芯片制作，通过将A样品和B样品使用相同芯片工艺条件制备成10milx24mil尺寸的芯片，其中A样品为目前量产制备得到的芯片，而B样品为本实施例制备得到的芯片，两个样品分别抽取300颗进行检测，在120mA/60mA电流下测试，其光电效率提升1%，其他项电学性能良好。
对比例一
本发明的对比例同样提供了一种发光二极管外延片，在该对比例中，P型半导体层采用厚度为45nm的Mg掺GaN层。
请参阅表1，表1为本发明实施例一至实施例九及对比例一的参数对比表。
表1
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种发光二极管外延片，包括衬底，其特征在于，所述发光二极管外延片还包括：
依次层叠于所述衬底之上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层与P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括依次层叠于所述多量子阱层上的漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述漏电屏蔽SiN层的厚度为1nm-10nm，所述二维空穴气InGaN层的厚度为0.5nm-5nm，所述低掺Mg-AlN层的厚度为5nm-50nm，所述高掺Mg-BInGaN层的厚度为10nm-100nm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述二维空穴气InGaN层中In组分为0.01-0.2，所述高掺Mg-BInGaN层中B组分为0.01-0.5，In组分为0.01-0.1。
4.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述低掺Mg-AlN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1017atoms/cm3-1x1019atoms/cm3，所述高掺Mg-BInGaN层中Mg元素的掺杂浓度为1x1019atoms/cm3-1x1021atoms/cm3。
5.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述二维空穴气InGaN层与所述低掺Mg-AlN层的交替层叠周期为1-10个。
6.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-5任一项所述的发光二极管外延片，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底之上依次沉积缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层；
在预设生长条件下，在所述多量子阱层上生长P型半导体层；
其中，所述P型半导体层包括漏电屏蔽SiN层、周期***叠结构层与高掺Mg-BInGaN层，所述周期***叠结构层包括周期***叠的二维空穴气InGaN层与低掺Mg-AlN层。
7.根据权利要求6所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述P型半导体层的生长气氛包括N2、H2与NH3，N2、H2与NH3的比例为1:1:1-1:10:10。
8.根据权利要求6所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述P型半导体层的生长温度为800℃-1000℃。
9.根据权利要求6所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述P型半导体层的生长压力为50torr-300torr。
10.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括权利要求1-5任一项所述的发光二极管外延片。
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