[發明專利]一種LED外延片、外延生長方法及LED芯片

在審

• 申請號: 202210336305.4
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114420814A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 孫建建;牛群磊;紀東;曹敏;姜湃;孫彬耀;陳銘勝
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 劉紅偉

本發明提供一種LED外延片、外延生長方法及LED芯片，LED外延片包括n型電流擴展層和p型電流擴展層，n型電流擴展層是由第一子層和第二子層交替生長而成的周期性結構，p型電流擴展層由第三子層和第四子層交替生長而成的周期性結構，其中，n型電流擴展層為摻雜Si的磷化鋁鎵銦層，p型電流擴展層為摻雜Mg的磷化鎵層，第一子層中摻雜Si的濃度高于第二子層中摻雜Si的濃度，第三子層中摻雜Mg的濃度低于第四子層中摻雜Mg的濃度。本發明旨在解決現有技術中，電流擴展層恒定摻雜，導致芯片抗靜電能力差的問題，而在電流擴展層中采用高低摻雜濃度的方式，便于更精確的控制摻雜濃度，可有效提高芯片的抗靜電能力。

技術領域

本發明涉及LED技術領域，特別涉及一種LED外延片、外延生長方法及LED芯片。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，簡稱：LED)是一種能發光的半導體電子元件，由于其體積小、亮度高、能耗低等特點，吸引了越來越多研究者的注意。其中，四元系AlGaInP是一種具有寬帶隙的化合物半導體材料，此材料發光波段可以覆蓋可見光的紅光到黃綠光波段，由其制成的可見光高亮度發光二極管受到廣泛關注。

四元系AIGaInP高亮度發光二極管己大量應用于戶外顯示、交通燈、汽車用燈、指示等許多方面。為了滿足不斷變化的需求，進一步改進和提高器件的性能，因此需對此材料體系進行深入研究，設計具有更高性能的材料結構和器件工藝。

對于紅黃光LED外延結構襯底是砷化鎵，外延層是AlGaInP的四元系化合物，其電壓和抗靜電主要由摻雜濃度決定，特別是電流擴展層的摻雜濃度，如果摻雜控制不得當，就會造成電壓高，抗靜電差，亮度低等問題，傳統的在電流擴展層的摻雜方式為恒定濃度的摻雜，這種摻雜方式很難達到預期的結果。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種LED外延片、外延生長方法及LED芯片，旨在解決現有技術中，電流擴展層恒定摻雜，導致芯片抗靜電能力差的問題。

根據本發明實施例當中的一種LED外延片，包括電流擴展層，所述電流擴展層包括n型電流擴展層和p型電流擴展層，所述n型電流擴展層是由第一子層和第二子層交替生長而成的周期性結構，所述p型電流擴展層由第三子層和第四子層交替生長而成的周期性結構；

其中，所述n型電流擴展層為摻雜Si的磷化鋁鎵銦層，所述p型電流擴展層為摻雜Mg的磷化鎵層，所述第一子層中摻雜所述Si的濃度高于所述第二子層中摻雜所述Si的濃度，所述第三子層中摻雜所述Mg的濃度低于所述第四子層中摻雜所述Mg的濃度。

優選地，所述LED外延片還包括襯底、腐蝕截止層、第一歐姆接觸層、n型限制層、多量子阱層、p型限制層、過渡層以及第二歐姆接觸層；

所述腐蝕截止層、所述第一歐姆接觸層、所述n型電流擴展層、所述n型限制層、所述多量子阱層、所述p型限制層、所述過渡層、所述p型電流擴展層以及所述第二歐姆接觸層依次外延生長在所述襯底上。

優選地，所述n型電流擴展層的厚度為3μm~6μm，所述p型電流擴展層的厚度為4μm~8μm。

優選地，所述腐蝕截止層的厚度為0.2μm~1μm，所述第一歐姆接觸層的厚度為0.2μm~1μm，所述n型限制層的厚度為0.3μm~1.5μm，所述多量子阱層的厚度為50nm~80nm，所述p型限制層的厚度為1μm~2μm，所述過渡層的厚度為45nm~60nm，所述第二歐姆接觸層的厚度為90nm~150nm。

優選地，所述第一子層的厚度與所述第二子層的厚度的比值范圍為4:1~7:1，所述第四子層的厚度與所述第三子層的厚度的比值范圍為5:1~7:1。

根據本發明實施例當中的一種LED外延片的外延生長方法，用于制備上述的LED外延片，所述外延生長方法包括：