[發明專利]一種發光二極管外延片及其制造方法

在審

• 申請號: 201710883706.0
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107946419A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 姚振;從穎;胡加輝;李鵬
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/00
• 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造方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種能發光的半導體電子元件。作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，正在被迅速廣泛地得到應用，如交通信號燈、汽車內外燈、城市景觀照明、手機背光源等，提高芯片發光效率是LED不斷追求的目標。

現有LED包括襯底和層疊在襯底上的GaN基外延層，GaN基外延層包括依次層疊在襯底上的低溫緩沖層、3D成島層、高溫緩沖層、N型層、有源層、電子阻擋層和P型層。其中，生長3D成島層為采用摩爾比為單一比值的五族元素和三族元素制成的GaN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：

由于現有的3D成島層在橫向生長時可能會使得相鄰的GaN小島發生合并，而小島的合并會產生線缺陷，線缺陷對LED的晶體質量的破壞作用較大，會嚴重影響LED的發光效率。

發明內容

為了解決現有技術中3D成島層橫向生長產生線缺陷，從而影響LED的發光效率的問題，本發明實施例提供了一種發光二極管外延片及其制造方法。所述技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的低溫緩沖層、3D成島層、高溫緩沖層、N型層、有源層、電子阻擋層、P型層，

所述3D成島層包括由第一子層和第二子層構成的超晶格結構，所述第一子層為采用摩爾比為第一比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，所述第二子層為采用摩爾比為第二比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，所述第二比值為所述第一比值的1.5-5倍。

可選地，所述超晶格結構的周期為2-10。

可選地，所述3D成島層中緊貼所述低溫緩沖層的部分為所述第一子層。

另一方面，本發明提供了一種發光二極管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一襯底；

在襯底上依次生長低溫緩沖層、3D成島層、高溫緩沖層、N型層、有源層、電子阻擋層、P型層，所述3D成島層包括由第一子層和第二子層構成的超晶格結構，所述第一子層為采用摩爾比為第一比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，所述第二子層為采用摩爾比為第二比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，所述第二比值為所述第一比值的1.5-5倍。

可選地，所述超晶格結構的周期為2-10。

可選地，所述3D成島層中緊貼所述低溫緩沖層的部分為所述第一子層。

可選地，所述第一子層的生長時間與所述第二子層的生長時間相同。

可選地，所述第一子層和所述第二子層的生長時間均為15-20min。

可選地，所述第一子層的生長壓力比所述第二子層的生長壓力高50-400torr。

可選地，所述第一子層的生長溫度比所述第二子層的生長溫度高10-30℃。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過3D成島層包括由第一子層和第二子層構成的超晶格結構，其中第一子層為采用摩爾比為第一比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，第二子層為采用摩爾比為第二比值的五族元素和三族元素制成的GaN層，且第二比值為所述第一比值的1.5-5倍，由于第一子層中五族元素和三族元素的摩爾比較低，可以加強3D成島層的三維生長，第二子層中五族元素和三族元素的摩爾比較高，有利于3D成島層的二維生長，因此3D成島層在三維生長模式和二維生長模式中變換生長，可以得到清晰的橫向生長和垂直方向生長的界面，從而可以減小線缺陷的密度，提高發光二極管的晶體質量，進而提高LED的抗靜電能力和發光效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種發光二極管外延片的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的一種發光二極管外延片的制造方法的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一