[發明專利]一種發光二極管外延片的制備方法及發光二極管外延片

有效

• 申請號: 201810730032.5
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN109119514B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 葛永暉;郭炳磊;王群;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;H01L33/14;H01L33/16;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及發光二極管外延片，屬于半導體技術領域。制備方法包括：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、有源層、P型半導體層和接觸層，所述接觸層為P型摻雜的氮化物；對所述接觸層的表面進行電子輻照，增加所述接觸層中的氮空位。本發明通過對接觸層的表面進行電子輻照，改變接觸層晶體的微觀結構，影響接觸層內缺陷的形態和數量，在不改變氮元素比例的情況下產生較多的氮空位，增加接觸層中的氮空位，促進P型摻雜劑的并入，提高摻雜元素并入的有效性，改變由于重摻雜導致的高雜質狀態，提高載流子的遷移率，改善電極與接觸層的電學接觸，降低串聯電阻，提高整個發光二極管的光效。

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備方法及發光二極管外延片。

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輻射復合發光，襯底用于為外延材料提供生長表面；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，緩沖層用于緩解襯底和N型半導體層之間的晶格失配。另外，為了實現與芯片工藝中的電極之間形成良好的歐姆接觸，通常會在P型半導體層上設置重摻雜的接觸層。

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：

藍寶石和氮化鎵之間晶格失配產生的應力和缺陷會隨著外延生長而延伸到接觸層，加上接觸層為重摻雜，因此接觸層中的缺陷濃度很高，高濃度的缺陷會束縛載流子的遷移，造成LED的發光效率較低。

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及其發光二極管外延片，能夠解決現有技術接觸層內高濃度的缺陷會束縛載流子的遷移、造成LED的發光效率較低的問題。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備方法，所述制備方法包括：

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、有源層、P型半導體層和接觸層，所述接觸層為P型摻雜的氮化物；

對所述接觸層的表面進行電子輻照，增加所述接觸層中的氮空位。

可選地，電子輻照的輻射劑量為10¹⁶/cm²～10²²/cm²。

可選地，所述對所述接觸層的表面進行電子輻照，增加所述接觸中的氮空位，包括：

采用透射電子顯微鏡提供的電子束作為光源，照射所述接觸層的表面。

優選地，所述電子束的直徑為8μm～30μm。

可選地，所述制備方法還包括：

在所述對所述接觸層的表面進行電子輻照之后，對所述接觸層進行退火處理。

優選地，退火處理的溫度為700℃～900℃。

優選地，所述接觸層在進行退火處理時處于氮氣氣氛中。