[發(fā)明專(zhuān)利]一種綠光發(fā)光二極管外延片及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811130743.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109545923A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭炳磊;李鵬;胡加輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華燦光電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/06;H01L33/00
• 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(kāi)了一種綠光發(fā)光二極管外延片及其制作方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述綠光發(fā)光二極管外延片包括襯底、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，所述N型半導(dǎo)體層、所述有源層和所述P型半導(dǎo)體層依次層疊在所述襯底上；所述有源層包括多個(gè)量子阱和多個(gè)量子壘，所述多個(gè)量子阱和所述多個(gè)量子壘交替層疊設(shè)置；所述量子阱的材料采用未摻雜的MoS₂，所述量子壘的材料采用未摻雜的In_xAl_1?xN，0＜x＜0.3。本發(fā)明通過(guò)采用未摻雜的MoS₂作為量子阱的材料，同時(shí)采用未摻雜的In_xAl_1?xN作為量子壘的材料，0＜x＜0.3，In_xAl_1?xN和MoS₂之間的晶格匹配較好，可以有效緩解LED的極化效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種綠光發(fā)光二極管外延片及其制作方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱：LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。氮化鎵(GaN)具有良好的熱導(dǎo)性能，同時(shí)具有耐高溫、耐酸堿、高硬度等優(yōu)良特性，使氮化鎵(GaN)基LED受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。

外延片是LED制備過(guò)程中的初級(jí)成品。現(xiàn)有的氮化鎵基LED外延片包括襯底、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層依次層疊在襯底上。襯底用于為外延材料提供生長(zhǎng)表面，N型半導(dǎo)體層用于提供進(jìn)行復(fù)合發(fā)光的電子，P型半導(dǎo)體層用于提供進(jìn)行復(fù)合發(fā)光的空穴，有源層用于進(jìn)行電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：

量子阱的材料通常選擇氮化銦鎵，量子壘的材料通常選擇氮化鎵。對(duì)于發(fā)出綠光(波長(zhǎng)為500nm～580nm)的有源層來(lái)說(shuō)，量子阱中銦組分的含量很高，量子阱和量子壘之間的晶格失配很?chē)?yán)重，導(dǎo)致LED的極化效應(yīng)增大，容易造成LED的老化失效，降低器件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種綠光發(fā)光二極管外延片及其制作方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)量子阱和量子壘之間晶格失配較大的問(wèn)題。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種綠光發(fā)光二極管外延片，所述綠光發(fā)光二極管外延片包括襯底、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，所述N型半導(dǎo)體層、所述有源層和所述P型半導(dǎo)體層依次層疊在所述襯底上；所述有源層包括多個(gè)量子阱和多個(gè)量子壘，所述多個(gè)量子阱和所述多個(gè)量子壘交替層疊設(shè)置；所述量子阱的材料采用未摻雜的MoS₂，所述量子壘的材料采用未摻雜的In_xAl_1-xN，0＜x＜0.3。

可選地，所述量子壘的數(shù)量與所述量子阱的數(shù)量相同，所述量子阱的數(shù)量為3個(gè)～8個(gè)。

可選地，所述量子阱的厚度為1nm～2nm。

可選地，所述量子壘的厚度為10nm～15nm。

可選地，所述綠光發(fā)光二極管外延片還包括電子阻擋層，所述電子阻擋層設(shè)置在所述有源層和所述P型半導(dǎo)體層之間；所述電子阻擋層包括多個(gè)第一子層和多個(gè)第二子層，所述多個(gè)第一子層和所述多個(gè)第二子層交替層疊設(shè)置；所述第一子層的材料采用P型摻雜的Al_yGa_1-yN，0.05＜y＜0.2，所述第二子層的材料采用P型摻雜或未摻雜的In_zGa_1-zN，0.1＜z＜0.5。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種綠光發(fā)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(zhǎng)N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層；