[發明專利]一種發光二極管外延片的制作方法及其發光二極管外延片

有效

• 申請號: 201810550077.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108987540B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 葛永暉;郭炳磊;劉旺平;呂蒙普;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;H01L33/06;H01L33/12;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作方法及其發光二極管外延片，屬于半導體技術領域。制作方法包括：采用化學氣相沉積技術在襯底上依次生長緩沖層、N型半導體層和應力釋放層；對所述應力釋放層的表面進行離子輻照，降低所述應力釋放層的電阻率；采用化學氣相沉積技術在所述應力釋放層上依次生長有源層和P型半導體層。本發明通過對應力釋放層的表面進行離子輻照，改變應力釋放層晶體的微觀結構，影響應力釋放層內缺陷的形態和數量，降低應力釋放層的電阻率，有利于N型半導體層提供的電子遷移到有源層中進行復合發光，提高注入有源層的電子數量，進而提高LED的內量子效率提高，從而提高LED的發光效率。

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的制作方法及其發光二極管外延片。

背景技術

發光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)是一種能發光的半導體電子元件。LED因具有節能環保、可靠性高、使用壽命長等優點而受到廣泛的關注，近年來在背光源和顯示屏領域大放異彩，并且開始向民用照明市場進軍。對于民用照明來說，光效和使用壽命是主要的衡量標準，因此增加LED的發光效率和提高LED的抗靜電能力對于LED的廣泛應用顯得尤為關鍵。

外延片是LED制備過程中的初級成品。現有的LED外延片包括襯底、緩沖層、N型半導體層、有源層和P型半導體層，緩沖層、N型半導體層、有源層和P型半導體層依次層疊在襯底上。P型半導體層用于提供進行復合發光的空穴，N型半導體層用于提供進行復合發光的電子，有源層用于進行電子和空穴的復合發光，襯底用于為外延材料提供生長表面，緩沖層用于緩解襯底和N型半導體層之間的晶格失配。

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：

襯底的材料通常選擇藍寶石，N型半導體層等的材料通常選擇氮化鎵，藍寶石和氮化鎵為異質材料，兩者之間存在較大的晶格失配，晶格失配產生的應力和缺陷會隨著外延生長而延伸，影響N型半導體和P型半導體層提供的載流子(電子或空穴)注入有源層進行復合發光，降低LED的發光效率。

為了避免晶格失配產生的應力和缺陷延伸到進行復合發光的有源層，通常會在N型半導體層和有源層之間設置應力釋放層，應力釋放層可以釋放晶格失配產生的應力和改善晶格失配產生的缺陷，有利于提高LED的發光效率。但是應力釋放層自身存在較多的缺陷，會束縛N型半導體層提供的電子遷移到有源層，減少注入有源層進行復合發光的電子數量，降低LED的光效，因此LED的發光效率還有待提高。

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作方法及其發光二極管外延片，能夠解決現有技術應力釋放層束縛電子注入有源層、降低LED的發光效率的問題。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外延片的制作方法，所述制作方法包括：

采用化學氣相沉積技術在襯底上依次生長緩沖層、N型半導體層和應力釋放層；

對所述應力釋放層的表面進行離子輻照，降低所述應力釋放層的電阻率；

采用化學氣相沉積技術在所述應力釋放層上依次生長有源層和P型半導體層。

可選地，所述對所述應力釋放層的表面進行離子輻照，降低所述應力釋放層的電阻率，包括：

在真空環境中，將經過加速的離子照射所述應力釋放層的表面，所述離子包括氧離子和銀離子中的至少一種。

優選地，當所述離子包括氧離子時，氧離子的輻射劑量為10¹¹ions/cm²～10¹²ions/cm²。

更優選地，當所述離子包括氧離子時，氧離子的輻射能量為50MeV～150MeV。