[發明專利]一種發光二極管的外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710388665.8
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107195735B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 萬林;胡加輝
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/32
• 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

本發明公開了一種發光二極管的外延片及其制備方法，屬于半導體技術領域。外延片包括襯底、緩沖層、非摻雜氮化鎵層、應力釋放層、P型氮化鎵層、電子阻擋層、多量子阱層、電流阻擋層和N型氮化鎵層，應力釋放層包括多個子層，各個子層包括P型摻雜的鋁鎵氮層和P型摻雜的銦鎵氮層。本發明通過應力釋放層包括交替層疊設置的P型摻雜的鋁鎵氮層和P型摻雜的銦鎵氮層，P型摻雜的銦鎵氮層的生長溫度較低，生長質量較差，使晶體不再按照晶向生長，晶體的生長方向變得雜亂無章，應力的延伸方向也相應發生改變，不同方向的應力進行合并和抵消，極大地釋放了藍寶石襯底和氮化鎵材料之間晶格失配產生的應力，降低了位錯和缺陷密度。

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的外延片及其制備方法。

背景技術

發光二極管(英文：Light Emitting Diodes，簡稱：LED)是一種可以直接把電轉化為光的固態半導體器件。芯片是發光二極管的核心組件，包括外延片和在外延片上制作的電極。

現有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緩沖層、非摻雜氮化鎵層、超晶格應力釋放層、P型氮化鎵層、電子阻擋層、多量子阱層、電流擴展層和N型氮化鎵層。其中，超晶格應力釋放層包括多個P型摻雜的鋁鎵氮層和多個P型摻雜的氮化鎵層，多個P型摻雜的鋁鎵氮層和多個P型摻雜的氮化鎵層交替層疊設置。

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：

藍寶石襯底和氮化鎵材料之間存在晶格失配，晶格失配產生的應力沿外延片的層疊方向延伸，多個P型摻雜的鋁鎵氮層和多個P型摻雜的氮化鎵層交替層疊形成的超晶格應力釋放層可以起到一定的應力釋放作用，但應力釋放不充分。

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的外延片及其制備方法。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的外延片，所述外延片包括襯底以及依次層疊在所述襯底上的緩沖層、非摻雜氮化鎵層、應力釋放層、P型氮化鎵層、電子阻擋層、多量子阱層、電流阻擋層和N型氮化鎵層，所述應力釋放層包括依次層疊在所述非摻雜氮化鎵層上的多個子層，各個所述子層包括P型摻雜的鋁鎵氮層和P型摻雜的銦鎵氮層。

可選地，各個所述子層還包括P型摻雜的鋁銦鎵氮層，所述P型摻雜的鋁銦鎵氮層層疊在所述P型摻雜的鋁鎵氮層和所述P型摻雜的銦鎵氮層之間。

優選地，所述P型摻雜的鋁銦鎵氮層的厚度為1～10nm。

可選地，所述P型摻雜的鋁鎵氮層的厚度為1～10nm。

可選地，所述P型摻雜的銦鎵氮層的厚度為1～10nm。

可選地，所述子層的數量為2～20個。

可選地，所述應力釋放層中P型摻雜劑的摻雜濃度小于所述P型氮化鎵層中P型摻雜劑的摻雜濃度。

另一方面，本發明實施例提供了一種一種發光二極管的外延片的制備方法，所述制備方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上依次生長緩沖層、非摻雜氮化鎵層、應力釋放層、P型氮化鎵層、電子阻擋層、多量子阱層、電流擴展層和N型氮化鎵層；

其中，所述應力釋放層包括依次層疊在所述非摻雜氮化鎵層上的多個子層，各個所述子層包括P型摻雜的鋁鎵氮層和P型摻雜的銦鎵氮層。

可選地，所述應力釋放層的生長溫度為1200℃～1250℃。

可選地，所述應力釋放層的生長壓力為200mbar～800mbar。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：