[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管外延片的制備方法及其發(fā)光二極管外延片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810628861.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN109065683B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王群;郭炳磊;葛永暉;董彬忠;李鵬;王江波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/12
• 分類號(hào): H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片的制備方法及其發(fā)光二極管外延片，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。制備方法包括：采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型半導(dǎo)體層和應(yīng)力釋放層；對(duì)應(yīng)力釋放層的表面進(jìn)行伽馬射線輻照，降低應(yīng)力釋放層的電阻率；采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在應(yīng)力釋放層上依次生長(zhǎng)有源層和P型半導(dǎo)體層。本發(fā)明通過對(duì)應(yīng)力釋放層的表面進(jìn)行伽馬射線輻照，有利于應(yīng)力釋放層的各組分均勻摻雜在應(yīng)力釋放層中，提高應(yīng)力釋放層中元素?fù)诫s的均勻性和有效性，保證外延片生長(zhǎng)質(zhì)量的一致性和均勻性，減少和釋放藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的缺陷和應(yīng)力，提升有源層的晶體質(zhì)量，有利于增加有源層中的輻射復(fù)合發(fā)光，最終改善LED的發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管外延片的制備方法及其發(fā)光二極管外延片。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱：LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。LED因具有節(jié)能環(huán)保、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注，近年來在背光源和顯示屏領(lǐng)域大放異彩，并且開始向民用照明市場(chǎng)進(jìn)軍。對(duì)于民用照明來說，光效和使用壽命是主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此增加LED的發(fā)光效率和提高LED的抗靜電能力對(duì)于LED的廣泛應(yīng)用顯得尤為關(guān)鍵。

外延片是LED制備過程中的初級(jí)成品。現(xiàn)有的LED外延片包括襯底、緩沖層、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，緩沖層、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層依次層疊在襯底上。P型半導(dǎo)體層用于提供進(jìn)行復(fù)合發(fā)光的空穴，N型半導(dǎo)體層用于提供進(jìn)行復(fù)合發(fā)光的電子，有源層用于進(jìn)行電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光，襯底用于為外延材料提供生長(zhǎng)表面；襯底的材料通常選擇藍(lán)寶石，N型半導(dǎo)體層等的材料通常選擇氮化鎵，藍(lán)寶石和氮化鎵為異質(zhì)材料，兩者之間存在較大的晶格失配，緩沖層用于緩解襯底和N型半導(dǎo)體層之間的晶格失配。

在實(shí)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：

藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力和缺陷會(huì)隨著外延生長(zhǎng)而延伸，藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力和缺陷延伸到有源層，會(huì)造成有源層的晶體質(zhì)量較差，影響有源層中電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光，降低LED的發(fā)光效率。為了避免藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力和缺陷延伸到有源層，通常會(huì)在N型半導(dǎo)體層和有源層之間設(shè)置應(yīng)力釋放層，釋放藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力，但應(yīng)力釋放層的應(yīng)力釋放效果還有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的制備方法及其發(fā)光二極管外延片，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)藍(lán)寶石和氮化鎵之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力和缺陷影響有源層中電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光、造成LED的發(fā)光效率較低的問題。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的制備方法，所述制備方法包括：

采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型半導(dǎo)體層和應(yīng)力釋放層；

對(duì)所述應(yīng)力釋放層的表面進(jìn)行伽馬射線輻照，降低所述應(yīng)力釋放層的電阻率；

采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在所述應(yīng)力釋放層上依次生長(zhǎng)有源層和P型半導(dǎo)體層。

可選地，伽馬射線輻照的吸收劑量為50kGy～150kGy。

可選地，伽馬射線輻照時(shí)所述應(yīng)力釋放層所處環(huán)境的壓力為50Torr～200Torr。

可選地，伽馬射線輻照時(shí)所述應(yīng)力釋放層所處環(huán)境的溫度為20℃～80℃。

可選地，所述對(duì)所述應(yīng)力釋放層的表面進(jìn)行伽馬射線輻照，降低所述應(yīng)力釋放層的電阻率，包括：

產(chǎn)生伽馬射線，并將伽馬射線照射所述應(yīng)力釋放層的表面。

優(yōu)選地，所述產(chǎn)生伽馬射線，包括：

放射性同位素的原子核衰變或發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生伽馬射線。