[發明專利]一種氮化鎵基發光二極管外延片及其制作方法

有效

• 申請號: 201810932053.5
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109309150B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 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: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/02;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

本發明公開了一種氮化鎵基發光二極管外延片及其制作方法，屬于半導體技術領域。外延片包括襯底、電子提供層、有源層和空穴提供層，電子提供層、有源層和空穴提供層依次層疊在襯底上，電子提供層包括N型氮化鎵層以及插入在N型氮化鎵層中的至少一個P型氮化鎵層，N型氮化鎵層的厚度大于電子提供層的厚度的1/2。本發明通過在N型氮化鎵層中插入至少一個P型氮化鎵層形成電子提供層，P型氮化鎵層和N型氮化鎵層形成PN結，P型氮化鎵層和N型氮化鎵層變成空間電荷區，空間電荷區內存在可以橫向移動的自由電荷，可以提升電子的橫向擴展能力，增加電子提供層中電流的擴展與傳輸，降低電子提供層的體電阻，進而降低芯片的正向電壓。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種氮化鎵基發光二極管外延片及其制作方法。

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，近年來在背景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。由于民用照明側重于產品的省電節能和使用壽命，因此降低LED的串聯電阻和提高LED的抗靜電能力顯得尤為關鍵。

外延片是LED制備過程中的初級成品?，F有的LED外延片包括襯底、N型半導體層、有源層和P型半導體層，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。

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：

外延片進行芯片工藝形成的正裝芯片或者倒裝芯片中，N型半導體層中的電子是沿與外延片的層疊方向垂直的方向進行遷移。為了避免正裝芯片或者倒裝芯片的正向電壓過高，N型半導體層通常會比較厚。但是這樣在N型半導體層中重摻硅等N型摻雜劑時容易引入較多的缺陷和雜質，而引入的缺陷和雜質會影響到N型半導體層中電子的擴展，導致電子在N型半導體層中的分布不均勻，降低LED的發光效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種氮化鎵基發光二極管外延片及其制作方法，能夠解決現有技術在不影響芯片正向電壓的情況下提高N型半導體層中電子的擴展能力的問題。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種氮化鎵基發光二極管外延片，所述氮化鎵基發光二極管外延片包括襯底、電子提供層、有源層和空穴提供層，所述電子提供層、所述有源層和所述空穴提供層依次層疊在所述襯底上，所述電子提供層包括N型氮化鎵層以及插入在所述N型氮化鎵層中的至少一個P型氮化鎵層，所述N型氮化鎵層的厚度大于所述電子提供層的厚度的1/2。

可選地，每個所述P型氮化鎵層的厚度為5nm～30nm。

優選地，所述P型氮化鎵層的數量為1個～20個。

更優選地，所述電子提供層的厚度為2μm～8μm。

可選地，每個所述P型氮化鎵層中P型摻雜劑的摻雜濃度與所述N型氮化鎵層中N型摻雜劑的摻雜濃度相同。

優選地，每個所述P型氮化鎵層中P型摻雜劑的摻雜濃度為10¹⁸cm^-3～10²⁰cm^-3，所述N型氮化鎵層中N型摻雜劑的摻雜濃度為10¹⁸cm^-3～10²⁰cm^-3。

另一方面，本發明實施例提供了一種氮化鎵基發光二極管外延片的制作方法，所述制作方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上依次生長電子提供層、有源層和空穴提供層；