【嘉勤點評】華燦光電發明的發光二極管外延片及其制備方案中，采用緩沖層來減少位錯現象，使得延伸至N型GaN層及有源層的位錯較少，是以可以有效提高外延層的整體品質，并使得發光二極管的發光效率得到改善。
集微網消息，發光二極管是一種能發光的半導體電子元件，其作為一種高效、環保、綠色新型固态照明光源，正在被迅速廣泛地得到應用，如交通信号燈、汽車内外燈、城市景觀照明、戶内外顯示屏和小間距顯示屏等，是前景廣闊的新一代光源。
而目前高端市場上，如小間距顯示屏、MiniLED、MicroLED等LED材料，要求在低電流密度下需要達到峰值EQE。而外延片作為制作發光二極管的基礎結構，如果襯底與外延層之間存在較大的晶格失配的情況，就會導緻線缺陷，這種缺陷會沿着外延層延伸至有源層中，其能俘獲電子和空穴導緻非輻射複合的發生，進而影響外延片的發光量子效率。
為解決這樣的問題，華燦光電在2020年3月27日申請了一項名為“一種發光二極管外延片及其制備方法”的發明專利（申請号：202010226988.9），申請人為華燦光電（蘇州）有限公司。
根據該專利目前公開的相關資料，讓我們一起來看看這項技術方案吧。
如上圖，為該專利中發明的發光二極管外延片的結構示意圖，這種二極管外延片包括襯底1及依次層疊在襯底上的緩沖層2、N型GaN層3、有源層4及P型GaN層5。且外延片中的緩沖層包括沿外延片的生長方向依次層疊的第一GaN子層21、第一SINx子層22、第二GaN子層23、第二SINx子層24及第三GaN子層25。
設定在襯底與N型GaN層之間的緩沖層，可以部分減小外延層與襯底之間的晶格失配，提高在襯底上生長的外延層的生長品質。第一GaN子層作為後續第一SINx子層等結構的生長基礎，可以保證後續SINx子層等結構的生長品質，并且在其上形成有部分微孔，使得第二GaN子層在第一SINx子層上有選擇性地生長，位錯被截斷在第一SINx子層與第二GaN子層之間。
也正是因為位錯被有效截止在緩沖層内，延伸至N型GaN層及有源層的位錯較少，是以可以有效提高外延層的整體品質，有源層内會形成的缺陷較少，有源層内的非輻射複合減少，有效提高了發光二極管的發光效率。
如上圖，為這種發光二極管外延片的制備方法流程圖，首先，緩沖層、第一GaN子層、第一SINx子層、第二GaN子層、第二SINx子層及第三GaN子層依次生長在襯底上，第一SINx子層的生長速率為0.01～0.03nm/s。
接着，在緩沖層、N型GaN層和有源層上依次分别生長N型GaN層、有源層以及P型GaN層。執行完該步驟後，該外延片就可以形成包括襯底及依次層疊在襯底上的緩沖層、N型GaN層、有源層及P型GaN層的層狀結構。
在這種結構中，當外延層中有源層的發光效率提高時，發光二極管的峰值發光值也會得到提高，需要達到發光二極管的峰值發光值的電壓則會降低。是以，這種發光二極管可應用在對峰值要求高且電壓要求低的發光裝置中。
以上就是華燦光電發明的發光二極管外延片及其制備方案，該方案中采用緩沖層來減少位錯現象，使得延伸至N型GaN層及有源層的位錯較少，是以可以有效提高外延層的整體品質，并使得發光二極管的發光效率得到提升。
（校對/holly）