[發明專利]一種發光二極管外延片的制備方法

有效

• 申請號: 201810525530.6
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108735864B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 從穎;姚振;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: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14;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外延片的制備方法，屬于半導體光電領域。在生長有源層時，將其分為第一子層、第二子層及第三子層進行生長。第一子層中GaN壘層的生長溫度與InGaN阱層采用同一溫度進行生長以避免InGaN阱層中In組分在高溫下的分解流失，保證InGaN阱層中具有足夠的富In區域，進而保證在InGaN阱層中進行復合的電子數量。同時，第二子層與第三子層中GaN壘層的生長溫度在第一子層中GaN壘層的生長溫度的基礎上逐漸升高可在保證InGaN阱層中In組分含量的同時提高有源層的整體質量，進一步地，在包括有H₂的混合氣體條件下進行有源層中GaN壘層的生長，避免其在低溫生長的條件下產生過多的晶體缺陷，最終得到質量提高且富In區域較多的有源層，提高發光二極管的發光效率。

技術領域

本發明涉及半導體光電領域，特別涉及一種發光二極管外延片的制備方法。

背景技術

發光二極管是一種可以把電能轉化成光能的半導體二極管，具有體積小、壽命長、功耗低等優點，目前被廣泛應用于汽車信號燈、交通信號燈、顯示屏以及照明設備。而外延片是制作發光二極管的基礎結構，外延片的結構包括襯底及在襯底上生長出的外延層。其中，外延層的結構主要包括：依次生長在襯底上的GaN緩沖層、未摻雜的GaN層、N型GaN層、有源層及P型GaN層，有源層通常包括交替層疊的InGaN阱層與GaN壘層。

而在有源層的生長過程中，為了保證有源層的生長質量。通常InGaN阱層與GaN壘層采用不同的溫度進行生長，其中GaN壘層的生長溫度較InGaN阱層高出許多。但GaN壘層較高的生長溫度會導致InGaN阱層中的In分解流失，導致InGaN阱層的勢壘升高，進而影響到電子在InGaN阱層中與空穴的復合，最終影響發光二極管的發光效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種發光二極管外延片的制備方法，能夠提高發光二極管的發光效率。所述技術方案如下：

本發明實施例提供了一種發光二極管外延片的制備方法，所述制備方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上生長GaN緩沖層；

在所述GaN緩沖層上生長未摻雜GaN層；

在所述未摻雜GaN層上生長N型GaN層；

在所述N型GaN層上生長有源層，所述有源層包括沿所述N型GaN層的生長方向依次層疊的第一子層、第二子層、第三子層；

在所述有源層上生長電子阻擋層；

在所述電子阻擋層上生長P型GaN層，

其中，所述第一子層、所述第二子層、所述第三子層均包括交替層疊的InGaN阱層與GaN壘層，

所述第一子層中InGaN阱層的生長溫度、所述第二子層中InGaN阱層的生長溫度與所述第三子層中InGaN阱層的生長溫度相同，所述第一子層中GaN壘層的生長溫度采用所述第一子層中InGaN阱層的生長溫度，所述第二子層中GaN壘層的生長溫度大于第一子層中GaN壘層的生長溫度，所述第三子層中GaN壘層的生長溫度大于所述第二子層中GaN壘層的生長溫度，

所述第一子層中的GaN壘層、所述第二子層中的GaN壘層與所述第三子層中的GaN壘層均在包括有H₂的氣體氛圍下生長。

可選地，在生長所述有源層中InGaN阱層時，向反應室內通入NH₃及N₂；在生長所述有源層中GaN壘層時，向反應室內通NH₃、N₂及H₂。

可選地，生長所述有源層的GaN壘層時，向所述反應室內通入的N₂與H₂的流量比值為2:1～5:1。