[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: 201810847767.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109216519B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 劉春楊;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: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;H01L33/26;H01L33/00
• 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緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、第一P型層、電子阻擋層和第二P型層，第一P型層包括依次層疊在多量子阱層上的第一子層和第二子層，第一子層和第二子層均為摻Mg的GaN層，第一子層中Mg的摻雜濃度小于第二子層中Mg的摻雜濃度。因此第一子層中空穴的數量相對較少，有利于第二子層和第二P型層中空穴在第一子層中擴散，并均勻分布在第一子層中，且由于第一子層中Mg的摻雜濃度較小，因此空穴在第一子層中的遷移率較高，更多的空穴可以以更快的遷移率移動至多量子阱層與電子輻射復合發光，提高了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。作為一種高效、環保、綠色新型固態照明光源，正在被迅速廣泛地得到應用，如交通信號燈、汽車內外燈、城市景觀照明、手機背光源等。

外延片是LED中的主要構成部分，現有的GaN基LED外延片包括襯底和依次層疊在襯底上的緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層和P型層。其中，N型層中摻有Si，提供電子；P型層中摻有Mg，提供空穴；當有電流通過時，N型層提供的電子和P型層提供的空穴進入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：

由于電子的移動能力遠遠高于空穴，因此電子可以快速進入多量子阱層，并越過多量子阱層與空穴在P型層發生非輻射復合，從而導致LED芯片發熱量增加，LED的光效下降。

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，可以使得更多的電子與空穴在多量子阱層輻射復合發光，提高LED的光效。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，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緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、第一P型層、電子阻擋層和第二P型層，

所述第一P型層包括依次層疊在所述多量子阱層上的第一子層和第二子層，所述第一子層和所述第二子層均為摻Mg的GaN層，所述第一子層中Mg的摻雜濃度小于所述第二子層中Mg的摻雜濃度；

從靠近所述多量子阱層到遠離所述多量子阱層的方向上，所述第一子層中的Mg的摻雜濃度逐漸升高。

進一步地，所述第一子層中Mg的摻雜濃度為1×10¹⁹～9×10¹⁹cm^-3。

進一步地，所述第二子層中Mg的摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3。

進一步地，所述第一子層的厚度為2～10nm。

進一步地，所述第二子層的厚度為20～30nm。

另一方面，本發明實施例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緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層；

在所述多量子阱層上生長第一P型層，所述第一P型層包括依次層疊在所述多量子阱層上的第一子層和第二子層，所述第一子層和所述第二子層均為摻Mg的GaN層，所述第一子層中Mg的摻雜濃度小于所述第二子層中Mg的摻雜濃度，從靠近所述多量子阱層到遠離所述多量子阱層的方向上，所述第一子層中的Mg的摻雜濃度逐漸升高；

在所述第一P型層上生長電子阻擋層和第二P型層。