[發(fā)明專利]一種氮化鎵基發(fā)光二極管外延片及其制作方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811625823.8 | 申請日： | 2018-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN109768130A | 公開（公告）日： | 2019-05-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉旺平;喬楠;呂蒙普;胡加輝;李鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 華燦光電（浙江）有限公司 |
| 主分類號： | H01L33/02 | 分類號： | H01L33/02;H01L33/00 |
| 代理公司： | 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11138 | 代理人： | 徐立 |
| 地址： | 322000 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氮化鎵基發(fā)光二極管 空穴 外延片 源層 電離能 襯底 受主 半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域 發(fā)光效率 依次層疊 注入電流 不對稱 增大的 制作 摻雜 | ||
本發(fā)明公開了一種氮化鎵基發(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。所述氮化鎵基發(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P型半導(dǎo)體層的材料采用摻雜Be的GaN。本發(fā)明通過在P型半導(dǎo)體層中采用Be作為P型摻雜劑，Be的受主電離能約為60meV，遠小于Mg的受主電離能(約為250meV)，與采用Mg作為P型摻雜劑相比，可以更容易地得到空穴，提高空穴濃度，改善有源層中電子和空穴注入不對稱的情況，避免造成LED的發(fā)光效率在注入電流增大的情況下，反而快速降低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮化鎵基發(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，簡稱：LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。由于目前氮化鎵(GaN)基半導(dǎo)體材料的質(zhì)量提升和器件制造的改進，GaN基LED有望取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈。
外延片是LED制備過程中的初級成品。現(xiàn)有的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表面，N型半導(dǎo)體層用于提供進行復(fù)合發(fā)光的電子，P型半導(dǎo)體層用于提供進行復(fù)合發(fā)光的空穴，有源層用于進行電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)光。
在實現(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：
P型半導(dǎo)體層通常采用Mg進行P型摻雜，但是Mg的活化率很低，無法達到預(yù)期的摻雜效果，導(dǎo)致注入有源層中的空穴數(shù)量會小于注入有源層中的電子數(shù)量，最終造成LED的發(fā)光效率在注入電流增大的情況下，反而快速降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種氮化鎵基發(fā)光二極管外延片及其制作方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。所述技術(shù)方案如下：
一方面，本發(fā)明實施例提供了一種氮化鎵基發(fā)光二極管外延片，所述氮化鎵基發(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P型半導(dǎo)體層的材料采用摻雜Be的GaN。
可選地，所述P型半導(dǎo)體層中Be的摻雜濃度為1018/cm3～1020/cm3。
可選地，所述氮化鎵發(fā)光二極管外延片還包括插入層，所述插入層的材料采用摻雜Mg的AlxInyGa1-x-yN，0.1＜x＜0.3，0＜y＜0.1，所述插入層設(shè)置在所述N型半導(dǎo)體層和所述有源層之間。
優(yōu)選地，所述插入層中Mg的摻雜濃度為所述P型半導(dǎo)體層中Be的摻雜濃度的1/200～1/50。
更優(yōu)選地，所述插入層中Mg的摻雜濃度為1016/cm3～1018/cm3。
優(yōu)選地，所述插入層的厚度為5nm～15nm。
可選地，所述氮化鎵發(fā)光二極管外延片還包括電子阻擋層，所述電子阻擋層的材料采用摻雜Mg的AlzGa1-zN，0.1＜z＜0.6，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。
優(yōu)選地，所述氮化鎵發(fā)光二極管外延片還包括低溫P型層，所述低溫P型層的材料采用摻雜Be的GaN，所述低溫P型層設(shè)置在所述有源層和所述電子阻擋層之間。
更優(yōu)選地，所述低溫P型層中Be的摻雜濃度與所述P型半導(dǎo)體層中Be的摻雜濃度相同。
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