[發明專利]一種發光二極管外延片及其制作方法

有效

• 申請號: 201410111793.4
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN104009140A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 郭炳磊;王群;胡加輝;童吉楚;陶章峰;魏世禎
• 申請（專利權）人: 華燦光電(蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/02;H01L33/04
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種發光二極管外延片及其制作方法。?

背景技術

GaN(氮化鎵)是第三代寬禁帶半導體材料的典型代表，其優異的高熱導率、耐高溫、耐酸堿、高硬度等特性，使其被廣泛地被用于藍、綠、紫外發光二極管。GaN基發光二極管的核心組件是芯片，芯片包括外延片和設于外延片上的電極。?

GaN基發光二極管外延片一般包括襯底、以及在襯底上依次向上生長的緩沖層、未摻雜的GaN層、n型層、多量子阱層和p型層。由于n型層的電子遷移率比較高，容易引起電子溢流，為了降低電子溢流現象，現有技術中一般是在多量子阱層和p型層之間設置一層厚度為100～800nm的高溫AlGaN電子阻擋層。?

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：?

電子阻擋層在降低電子溢流現象的同時，也使得空穴躍遷到多量子阱層的難度增大，影響了空穴的注入效率，并且其高溫的生長條件會損害多量子阱層的活性，降低外延片的發光效率。?

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種發光二極管外延片及其制作方法。所述技術方案如下：?

一方面，本發明實施例提供了一種發光二極管外延片，所述外延片包括襯底、以及在所述襯底上向上生長的成核層、未摻雜的GaN層、n型層、多量子阱層、電子阻擋層和p型層，所述電子阻擋層的厚度為50～150nm，所述外延片還包括第一p型GaN層和生長在所述第一p型GaN層上的第二p型GaN層，?所述第一p型GaN層和所述第二p型GaN層位于所述多量子阱層和所述電子阻擋層之間，所述第一p型GaN層的生長溫度為600～800℃、生長壓力為400～800Torr，所述第二p型GaN層的生長溫度為800～1000℃、生長壓力為50～500Torr。?

優選地，所述第一p型GaN層和所述第二p型GaN層的厚度均為10～50nm。?

進一步地，所述外延片還包括生長在所述第一p型GaN層上的厚度為1～30nm的插入層，所述插入層為周期結構，每個周期包括InGaN層和AlInGaN層，所述插入層各周期結構中的AlInGaN層的Al的組分含量是電子阻擋層的Al的組分含量的1.1～1.5倍。?

更進一步地，所述外延片包括n個第一p型GaN層和n個與所述第一p型GaN層交替生長的所述插入層，其中，1≤n≤50。?

具體地，所述n個第一p型GaN層和所述n個插入層的總厚度為11～80nm?

具體地，所述插入層的生長溫度為600～1000℃，生長壓力為50～800Torr。?

另一方面，本發明實施例還提供了一種發光二極管外延片的制作方法，所述方法包括：?

提供一襯底；?

在所述襯底上依次生長成核層、未摻雜的GaN層、n型層和多量子阱層；?

在溫度為600～800℃、壓力為400～800Torr的環境下，在所述多量子阱層上生長第一p型GaN層；?

在溫度為800～1000℃、壓力為50～500Torr的環境下，在所述第一p型GaN層上生長第二p型GaN層；?

在所述第二p型GaN層上生長所述厚度為50～150nm的電子阻擋層；?

在所述電子阻擋層上生長p型層。?

進一步地，在所述第一p型GaN層上生長第二p型GaN層之前，所述方法還包括：?

在所述第一p型GaN層上生長厚度為1～30nm的插入層，所述插入層為周期結構，每一周期包括InGaN層和AlInGaN層，且所述插入層各周期結構中的AlInGaN層的Al的組分含量是電子阻擋層的Al的組分含量的1.1～1.5倍；?

在所述插入層上生長所述第二p型GaN層。?

更進一步地，所述在所述多量子阱層上生長第一p型GaN層，在所述第一?p型GaN層上生長插入層，具體包括：?

在所述多量子阱層上生長n個第一p型GaN層和n個插入層，所述n個第一p型GaN層和n個插入層相互交替生長，其中，1≤n≤50。?

具體地，在溫度為600～1000℃、壓力為50～800Torr的環境下，在所述第一p型GaN層上生長插入層。?

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：?