[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810932077.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN109378366A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉春楊;呂蒙普;胡加輝;李鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/14
• 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)光二極管外延片及其制造方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)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、應(yīng)力釋放層、多量子阱層和P型層，發(fā)光二極管外延片還包括設(shè)置在應(yīng)力釋放層和多量子阱層之間的第一插入層，第一插入層為AlGaN層。AlGaN層的能帶較高，會(huì)阻擋部分移動(dòng)較快的電子，則部分移動(dòng)較快的電子到達(dá)能帶較高的AlGaN層時(shí)會(huì)橫向擴(kuò)展，最終與部分移動(dòng)較慢的電子一起均勻注入多量子阱層。同時(shí)P型層提供的空穴也移動(dòng)至多量子阱層，電子和空穴在多量子阱層進(jìn)行輻射復(fù)合發(fā)光，提高了電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光效率，從而提升了發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。

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)光二極管外延片及其制造方法。

背景技術(shù)

LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。作為一種高效、環(huán)保、綠色新型固態(tài)照明光源，正在被迅速廣泛地得到應(yīng)用，如交通信號(hào)燈、汽車內(nèi)外燈、城市景觀照明、手機(jī)背光源等。

外延片是LED中的主要構(gòu)成部分，現(xiàn)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、應(yīng)力釋放層、多量子阱層和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(dāng)有電流通過時(shí)，N型層提供的電子和P型層提供的空穴進(jìn)入多量子阱層復(fù)合發(fā)光。

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：

由于電子的移動(dòng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空穴，因此電子可以快速進(jìn)入多量子阱層，部分移動(dòng)較快的電子到達(dá)多量子阱層后，空穴還未移動(dòng)至多量子阱層，則部分移動(dòng)較快的電子會(huì)越過多量子阱層與空穴在P型層發(fā)生非輻射復(fù)合，從而導(dǎo)致LED芯片發(fā)熱量增加，LED的光效下降。

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(fù)合發(fā)光，提高LED的光效。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，所述發(fā)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、應(yīng)力釋放層、多量子阱層和P型層，

所述發(fā)光二極管外延片還包括設(shè)置在所述應(yīng)力釋放層和所述多量子阱層之間的第一插入層，所述第一插入層為AlGaN層。

進(jìn)一步地，所述第一插入層的厚度為1～10nm。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光二極管外延片還包括設(shè)置在所述未摻雜的GaN層和所述N型層之間的第二插入層，或者所述發(fā)光二極管外延片還包括設(shè)置在所述N型層和所述應(yīng)力釋放層之間的第二插入層，所述第二插入層為摻Si的AlGaN層。

進(jìn)一步地，所述第二插入層的厚度為50～80nm。

另一方面，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型層和應(yīng)力釋放層；

在所述應(yīng)力釋放層上生長第一插入層，所述第一插入層為AlGaN層；

在所述第一插入層上依次生長多量子阱層和P型層。

進(jìn)一步地，所述在所述應(yīng)力釋放層上生長第一插入層包括：

生長厚度為1～10nm的第一插入層。

進(jìn)一步地，所述第一插入層的生長溫度為800～900℃。

進(jìn)一步地，所述第一插入層的生長壓力為100～400torr。

進(jìn)一步地，所述制造方法還包括：