[發(fā)明專利]一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710021785.4 | 申請日： | 2017-01-12 |
| 公開（公告）號： | CN106876546B | 公開（公告）日： | 2019-03-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王群;董彬忠;李鵬;王江波 | 申請（專利權(quán)）人： | 華燦光電（浙江）有限公司 |
| 主分類號： | H01L33/06 | 分類號： | H01L33/06;H01L33/20;H01L33/12;H01L33/32;H01L33/00 |
| 代理公司： | 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11138 | 代理人： | 徐立 |
| 地址： | 322000 浙江省金華市義*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氮化 發(fā)光二極管 外延 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片及其制備方法，屬于半導體技術(shù)領(lǐng)域。所述外延片包括藍寶石襯底、GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層、P型GaN層，所述多量子阱層由多個子層依次層疊而成，每個所述子層包括量子阱層和層疊在所述量子阱層上的量子壘層，所述P型AlGaN層和最靠近所述P型AlGaN層的量子壘層內(nèi)設(shè)有若干通孔，所述通孔從所述P型AlGaN層沿所述外延片的層疊方向的相反方向延伸到最靠近所述P型AlGaN層的量子阱層，所述P型GaN層填充在通孔內(nèi)。本發(fā)明提高空穴的縱向傳輸，提升空穴注入量子阱進行復合發(fā)光的能力，緩解空穴遷移率低的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片及其制備方法。
背景技術(shù)
發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)是一種能夠?qū)㈦娔苡行мD(zhuǎn)化為光能的半導體器件，目前氮化鎵基LED受到越來越多的關(guān)注和研究。
GaN基LED的外延片包括藍寶石襯底、以及依次層疊在藍寶石襯底上的GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層(英文：Multiple Quantum Well，簡稱：MQW)、P型AlGaN層、P型GaN層。當有電流通過時，N型GaN層的電子和P型GaN層的空穴進入多量子阱層復合發(fā)光。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
空穴的質(zhì)量比電子大，遷移率和遷移速率都比電子低，而且P型GaN層中摻雜的Mg只有很少一部分可以活化，因此注入多量子阱層的空穴數(shù)量較少，電子在多量子阱層的數(shù)量偏多，容易產(chǎn)生溢流，減少電子和空穴的有效復合，降低發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)降低發(fā)光二極管的發(fā)光效率的問題，本發(fā)明實施例提供了一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片及其制備方法。所述技術(shù)方案如下：
一方面，本發(fā)明實施例提供了一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片，所述外延片包括藍寶石襯底、以及依次層疊在所述藍寶石襯底上的GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層、P型GaN層，所述多量子阱層由多個子層依次層疊而成，每個所述子層包括量子阱層和層疊在所述量子阱層上的量子壘層，所述P型AlGaN層和最靠近所述P型AlGaN層的量子壘層內(nèi)設(shè)有若干通孔，所述通孔從所述P型AlGaN層沿所述外延片的層疊方向的相反方向延伸到最靠近所述P型AlGaN層的量子阱層，所述P型GaN層填充在通孔內(nèi)。
可選地，所述通孔垂直于所述外延片的層疊方向的截面為方形、圓形、星形、多邊形或者不規(guī)則圖形。
優(yōu)選地，所述通孔垂直于所述外延片的層疊方向的截面的面積為0.01～9mm2。
可選地，最靠近所述P型AlGaN層的量子壘層的厚度為5～25nm。
另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種氮化鎵基發(fā)光二極管的外延片的制備方法，所述制備方法包括：
在藍寶石襯底上依次外延生長GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層、P型GaN層；
其中，所述多量子阱層由多個子層依次層疊而成，每個所述子層包括量子阱層和層疊在所述量子阱層上的量子壘層；所述P型AlGaN層和最靠近所述P型AlGaN層的量子壘層內(nèi)設(shè)有若干通孔，所述通孔從所述P型AlGaN層沿所述外延片的層疊方向的相反方向延伸到最靠近所述P型AlGaN層的量子阱層，所述P型GaN層填充在通孔內(nèi)。
在本發(fā)明一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在藍寶石襯底上依次外延生長GaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層、P型GaN層，包括：
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