[發明專利]一種發光二極管外延片及其制造方法

有效

• 申請號: 201810745274.1
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109119515B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 丁杰;秦雙嬌;胡任浩
• 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;H01L33/12;H01L33/14
• 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及其制造方法，屬于半導體技術領域。發光二極管外延片包括襯底、以及依次層疊在襯底上的低溫緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層和P型層，多量子阱層包括交替生長的多個InGaN阱層和多個GaN壘層，多個GaN壘層中均摻有Si，且多個GaN壘層中的Si的摻雜濃度從靠近N型層向遠離N型層的方向逐漸增加，可以使得空穴在多量子阱層中均勻分布，更多的空穴和電子可以在多量子阱層中輻射復合發光，提高了LED的發光效率。且Si的摻雜濃度為5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^?3，在多個GaN壘層中摻入適量的Si，可以提高多量子阱層的晶體質量，從而進一步提高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。LED具有長壽、節能、環保、可靠性高等優點，近年來在大屏幕彩色顯示、交通信號燈和照明等領域發揮了越來越重要的作用。

LED外延片是LED內部的晶片生產的原材料?，F有的LED外延片通常包括襯底、以及依次生長在襯底上的低溫緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層和P型層。其中，N型層提供電子，P型層提供空穴，電子和空穴在多量子阱層復合發光。

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：

由于電子的遷移率比空穴快很多，因此在多量子阱層中，電子往往是均勻分布的，而空穴從靠近P型層向遠離P型層的方向逐漸減少。由于多量子阱層中靠近P型層部分的空穴數量較多，電子的數量相對較少，會導致部分空穴無法與電子輻射復合發光；靠近N型層部分的空穴數量相對較少，而電子數量較多，會導致部分電子無法與空穴輻射復合發光。因此，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及其制造方法，可以提高多量子阱層中靠近N型層的區域的出光量，使LED均勻發光。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、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層和P型層，所述多量子阱層包括交替生長的多個InGaN阱層和多個GaN壘層，

所述多個GaN壘層中均摻有Si，且所述多個GaN壘層中的Si的摻雜濃度從靠近所述N型層向遠離所述N型層的方向逐漸增加，Si的摻雜濃度為5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3；

所述多量子阱層和所述P型層之間還設有插入層，所述插入層包括依次層疊在所述多量子阱層上的InGaN層和未摻雜的GaN層。

進一步地，任意相鄰的兩個所述GaN壘層中Si的摻雜濃度的比值均為1:1.05～1:1.2。

進一步地，所述InGaN阱層和所述GaN壘層的層數均為N，7≤N≤12。

進一步地，每層所述InGaN阱層的厚度為20～40nm，每層所述GaN壘層的厚度為70～120nm。

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；

在所述襯底上依次生長低溫緩沖層、未摻雜的GaN層和N型層；