[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管的外延片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611179282.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106711299B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉亞莉;萬(wàn)林;胡加輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/22;H01L33/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)光二極管的外延片及其制作方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述外延片包括藍(lán)寶石襯底、以及依次層疊在藍(lán)寶石襯底上的緩沖層、成核層、未摻雜GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、插入層、P型層，插入層為交替層疊的MgN層和P型摻雜的GaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過(guò)在電子阻擋層和P型層之間設(shè)置插入層，插入層為交替層疊的MgN層和P型摻雜的GaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)，MgN層對(duì)P型層進(jìn)行表面處理，獲得粗糙表面，使光在粗糙的半導(dǎo)體表面和空氣界面發(fā)生散射，滿足全反射定律的光改變方向，破壞光線在LED內(nèi)部的全反射，提升出光效率，進(jìn)而增加透射的機(jī)會(huì)，提高光的外量子效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管的外延片及其制作方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱：LED)具有體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保和堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在交通指示、戶內(nèi)和戶外全色顯示、照明等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

LED的核心組件是芯片，芯片包括外延片和設(shè)于外延片上的電極。GaN基LED外延片一般包括襯底、以及依次層疊在襯底上的緩沖層、未摻雜GaN層、N型層、多量子阱層和P型層。N型層的電子和P型層的空穴注入多量子阱層復(fù)合發(fā)光。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：

GaN的折射率和空氣的折射率相差很大，多量子阱層發(fā)出的光大部分光都被限制在GaN內(nèi)，LED的外量子效率較低。雖然LED的內(nèi)量子效率目前已達(dá)到80％以上，但是產(chǎn)業(yè)化的LED發(fā)光效率只有150lm/W左右。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的外延片及其制作方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的外延片，所述外延片包括藍(lán)寶石襯底、以及依次層疊在所述藍(lán)寶石襯底上的緩沖層、成核層、未摻雜GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、P型層，所述外延片還包括層疊在所述電子阻擋層和所述P型層之間的插入層，所述插入層為交替層疊的MgN層和P型摻雜的GaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)。

可選地，所述插入層的厚度大于所述P型層的厚度。

可選地，所述插入層的厚度小于100nm。

可選地，所述插入層中P型摻雜劑的摻雜濃度大于所述P型層中P型摻雜劑的濃度。

可選地，各層所述P型摻雜的GaN層中P型摻雜劑的摻雜濃度沿所述外延片的層疊方向逐層增多。

可選地，各層所述P型摻雜的GaN層中P型摻雜劑的摻雜濃度沿所述外延片的層疊方向逐層減少。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管的外延片的制作方法，所述制作方法包括：

在藍(lán)寶石襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、成核層、未摻雜GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、插入層、P型層；

其中，所述插入層為交替層疊的MgN層和P型摻雜的GaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)。

可選地，所述插入層的生長(zhǎng)溫度低于所述P型層的生長(zhǎng)溫度。

可選地，所述P型摻雜的GaN層的生長(zhǎng)壓力為100～900torr。

可選地，所述MgN層的生長(zhǎng)壓力為300～900torr。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：