[發(fā)明專利]一種降低驅(qū)動(dòng)電壓的外延片，生長方法及LED結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410426072.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN104157764A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/14
• 分類號(hào): H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種降低驅(qū)動(dòng)電壓的外延片，生長方法及LED結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

氮化鎵基材料，包括InGaN、GaN、AlGaN合金，為直接帶隙半導(dǎo)體，且?guī)稄?.8-6.2eV連續(xù)可調(diào)，具有寬直接帶隙、強(qiáng)化學(xué)鍵、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)良性能，是生產(chǎn)短波長高亮度發(fā)光器件、紫外光探測器和高溫高頻微電子器件的理想材料，廣泛應(yīng)用于全彩大屏幕顯示，LCD背光源、信號(hào)燈、照明等領(lǐng)域。圖1示意了一種傳統(tǒng)的LED結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從下至上依次為：基板，GaN緩沖層，U型GaN層，n型GaN層，MQW發(fā)光層，p型AlGaN層，高溫p型GaN層。?

現(xiàn)有技術(shù)的這種LED結(jié)構(gòu)的外延生長方法一般包括：在900～1000℃的的氫氣氣氛下高溫處理藍(lán)寶石襯底4～5分鐘；降溫至530～560℃下，在藍(lán)寶石襯底上生長厚度為20～30nm的低溫緩沖層GaN；升高溫度到1100～1200℃下，持續(xù)生長厚度為4～5um的不摻雜GaN；然后首先生長厚度為4～5μm持續(xù)摻雜Si的N型GaN，Si摻雜濃度8E+18～1E+19atom/cm³；周期性生長有發(fā)光層MQW，低溫700～750℃生長摻雜In的厚度為2.5～3nm的In_xGa_(1-x)N層，x＝0.20-0.22，高溫800～850℃生長厚度為11～12nm的GaN層.In_xGa?_(1-x)N/GaN的周期數(shù)為14～15個(gè)；再升高溫度到940～950℃持續(xù)生長厚度為30～50nm的P型AlGaN層，Al摻雜濃度為2E+20～3E+20atom/cm³，Mg摻雜濃度為3E+19～4E+19atom/cm³；再升高溫度到1000～1100℃，持續(xù)生長厚度為150～200nm的摻鎂的P型GaN層，Mg摻雜濃度1E+19～1E+20atom/cm³；最后降溫至750～780℃，保溫20～30min，接著爐內(nèi)冷卻。其顯著缺點(diǎn)是：LED的驅(qū)動(dòng)電壓較高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種降低驅(qū)動(dòng)電壓的外延片，其能夠加強(qiáng)LED的電流擴(kuò)展，降低LED的驅(qū)動(dòng)電壓。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：?

一種降低驅(qū)動(dòng)電壓的外延片，其結(jié)構(gòu)從下至上依次為：基板，GaN緩沖層，U型GaN層，n型GaN層，MQW發(fā)光層，p型AlGaN層，高溫p型GaN層，其特征在于：?

所述的U型GaN層的厚度為U型GaN層形成平整表面時(shí)的厚度；?

所述的n型GaN層包括：摻雜Si的第一GaN層，在所述的第一GaN層上是摻雜Si的第二GaN層。?

優(yōu)選地，其中，所述的U型GaN層的厚度為1.5～1.6μm。?

優(yōu)選地，其中，所述的第一GaN層還摻雜In。?

優(yōu)選地，其中，所述的第二GaN層還摻雜In。?

一種降低驅(qū)動(dòng)電壓的外延片的生長方法，依次包括處理基板，GaN緩沖層的步驟，其特征在于，還包括：?

在所述的GaN緩沖層上生長U型GaN層，所述的U型GaN層的厚度為U型GaN層形成平整表面時(shí)的厚度；?

保持溫度不變，在U型GaN層上生長摻雜Si的第一GaN層，然后，在所述的第一GaN層上生長摻雜Si的第二GaN層；?

在所述的第二GaN層上依次生長MQW發(fā)光層，p型AlGaN層，高溫p型GaN層。?

優(yōu)選地，其中，所述的第一GaN層摻雜Si的濃度為5E+18～6E+18atom/cm³；?

所述的第二GaN層摻雜Si的濃度為8E+18～1E+19atom/cm³。?

優(yōu)選地，其中，?

所述的第一GaN層還摻雜In，摻雜濃度為1E+18～5E+18atom/cm³。?

優(yōu)選地，其中，?

所述的第一GaN層還摻雜In，摻雜濃度為1E+18～5E+18atom/cm³。?

優(yōu)選地，其中，?

所述的U型GaN層的生長溫度在1100～1200℃，生長厚度為1.5～?1.6μm；?

所述的第一GaN層的生長厚度為2.5～3.0μm；?

所述的第二GaN層的生長厚度為4～5μm。?