一種led外延片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED外延片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)技術(shù)的不斷發(fā)展，LED憑借其節(jié)能環(huán)保、壽命長、光效高、體積小和反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于背光源、戶外大型顯示屏、照明、汽車、電腦和通訊電子等領(lǐng)域。
[0003]LED外延片通常包括不摻雜的GaN層、摻雜si的GaN層、應(yīng)力釋放層、發(fā)光層、摻雜Mg的低溫GaN層、電子溢出阻擋層和摻雜Mg的高溫GaN層。具有上述結(jié)構(gòu)的LED外延片的生長時(shí)間長，且該LED外延片中的電子溢出阻擋層是在純氮?dú)饣蚣儦錃獾臍夥?，采用一步生長的方式生成的。如果在純氮?dú)獾臍夥丈L電子溢出阻擋層，能夠保證電子濃度，但會(huì)影響結(jié)晶質(zhì)量以及對(duì)V型缺陷的阻斷作用；如果在純氫氣的氣氛下生長電子溢出阻擋層，能夠保證結(jié)晶質(zhì)量，但會(huì)影響Mg的摻雜濃度，進(jìn)而影響LED外延片的發(fā)光效率。
[0004]申請(qǐng)公布號(hào)為CN102569571A的中國專利申請(qǐng)公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管及其制造方法，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。所述半導(dǎo)體發(fā)光二極管包括:依次層疊在襯底上的N型氮化鎵層、量子阱結(jié)構(gòu)層、電子阻擋層和P型氮化鎵層，所述電子阻擋層包括至少一個(gè)第一鋁鎵氮層和至少一個(gè)第二鋁鎵氮層，所述第一鋁鎵氮層和第二鋁鎵氮層交替層疊布置，相鄰的第一鋁鎵氮層和第二鋁鎵氮層的鋁組分不同。所述方法包括:在襯底上依次生長N型氮化鎵層、量子阱結(jié)構(gòu)層、電子阻擋層和P型氮化鎵層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種LED外延片及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中LED外延片的發(fā)光效率差的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供了一種LED外延片，包括:第一電子溢出阻擋層和第二電子溢出阻擋層，所述第一電子溢出阻擋層是在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障律L得到的，所述第二電子溢出阻擋層是在純氫氣或第二混合氣氛下生長得到的，所述第一混合氣氛和第二混合氣氛均包含氮?dú)夂蜌錃猓龅谝换旌蠚夥罩械牡獨(dú)獾谋壤哂跉錃獾谋壤?，所述第二混合氣氛中的氫氣的比例高于氮?dú)獾谋壤?br>[0007]可選地，所述第一電子溢出阻擋層和所述第二電子溢出阻擋層為摻雜Mg的單層InxAlyGaN 結(jié)構(gòu)，或者，超晶格 InxGaN/InxAIyGaN 結(jié)構(gòu)。
[0008]可選地，所述第一電子溢出阻擋層和所述第二電子溢出阻擋層的厚度為10-2000A，In 的含量為 O % -20%, Al 的含量為 1% -20%, Mg 的濃度為 1E19-5E20。
[0009]可選地，所述的LED外延片，還包括:襯底、低溫GaN成核層、第一 GaN層、第二 GaN層、應(yīng)力釋放層、發(fā)光層、第三GaN層、第四GaN層和電極接觸層；
[0010]其中，所述低溫GaN成核層位于襯底之上，所述第一 GaN層位于所述低溫GaN成核層之上，所述第二 GaN層位于所述第一 GaN層之上，所述應(yīng)力釋放層位于所述第二 GaN層之上，所述發(fā)光層位于所述應(yīng)力釋放層之上，所述第一電子溢出阻擋層位于所述發(fā)光層之上，所述第二電子溢出阻擋層位于所述第一電子溢出阻擋層之上，所述第三GaN層位于所述第二電子溢出阻擋層之上，所述第四GaN層位于所述第三GaN層之上，所述電極接觸層位于所述第四GaN層之上。
[0011 ] 可選地，所述襯底為藍(lán)寶石襯底，所述第一 GaN層為不摻雜的GaN層，所述第二 GaN層為摻雜Si的GaN層，所述應(yīng)力釋放層為InGaN/GaN結(jié)構(gòu)，所述第三GaN層為Mg摻雜的GaN層，所述第四GaN層為Mg重?fù)诫s的GaN層，所述電極接觸層為Mg摻雜的InGaN電極接觸層。
[0012]本發(fā)明還提供了一種LED外延片的制造方法，包括以下步驟:
[0013]在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障律L第一電子溢出阻擋層，在純氫氣或第二混合氣氛下生長第二電子溢出阻擋層，所述第一混合氣氛和第二混合氣氛均包含氮?dú)夂蜌錃?，所述第一混合氣氛中的氮?dú)獾谋壤哂跉錃獾谋壤?，所述第二混合氣氛中的氫氣的比例高于氮?dú)獾谋壤?br>[0014]可選地，所述第一電子溢出阻擋層和所述第二電子溢出阻擋層為摻雜Mg的單層InxAlyGaN 結(jié)構(gòu)，或者，超晶格 InxGaN/InxAIyGaN 結(jié)構(gòu)。
[0015]可選地，所述第一電子溢出阻擋層和所述第二電子溢出阻擋層的厚度為10-2000A，In 的含量為 O % -20%, Al 的含量為 1% -20%, Mg 的濃度為 1E19-5E20。
[0016]可選地，所述在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障律L第一電子溢出阻擋層之前，還包括:
[0017]在生長設(shè)備上裝載襯底；
[0018]在所述襯底上生長低溫GaN成核層；
[0019]在所述低溫GaN成核層上生長第一 GaN層；
[0020]在所述第一 GaN層上生長第二 GaN層；
[0021 ] 在所述第二 GaN層上生長應(yīng)力釋放層；
[0022]在所述應(yīng)力釋放層上生長發(fā)光層；
[0023]所述在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障律L第一電子溢出阻擋層，具體為:
[0024]在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障?，在所述發(fā)光層上生長第一電子溢出阻擋層；
[0025]所述在純氫氣或第二混合氣氛下生長第二電子溢出阻擋層，具體為:
[0026]在純氫氣或第二混合氣氛下，在所述第一電子溢出阻擋層上生長第二電子溢出阻擋層;
[0027]所述在純氫氣或第二混合氣氛下生長第二電子溢出阻擋層之后，還包括:
[0028]在所述第二電子溢出阻擋層上生長第三GaN層；
[0029]在所述第三GaN層上生長第四GaN層；
[0030]在所述第四GaN層上生長電極接觸層。
[0031 ] 可選地，所述襯底為藍(lán)寶石襯底，所述第一 GaN層為不摻雜的GaN層，所述第二 GaN層為摻雜Si的GaN層，所述應(yīng)力釋放層為InGaN/GaN結(jié)構(gòu)，所述第三GaN層為Mg摻雜的GaN層，所述第四GaN層為Mg重?fù)诫s的GaN層，所述電極接觸層為Mg摻雜的InGaN電極接觸層。
[0032]本發(fā)明中的LED外延片包括兩個(gè)在不同氣氛下生長得到的電子溢出阻擋層，能夠在保證Mg摻雜濃度的基礎(chǔ)上，有效地提高電子溢出阻擋層的空穴濃度，填補(bǔ)V型缺陷，避免電子溢流，并降低了 Mg摻雜的GaN層的厚度，從而大幅提升了 LED外延片的發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種LED外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的一種LED外延片的制造方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種LED外延片，如圖1所示，包括襯底、低溫GaN成核層、第一 GaN層、第二 GaN層、應(yīng)力釋放層、發(fā)光層、第一電子溢出阻擋層、第二電子溢出阻擋層、第三GaN層、第四GaN層和電極接觸層。
[0037]其中，襯底可以包含A1203、GaN、SiC、ZnO、S1、GaP、InP、Ga203、導(dǎo)電襯底和 GaAs中的任一種，優(yōu)選地，該襯底為藍(lán)寶石襯底；低溫GaN成核層位于襯底之上，是在500-550 °C的環(huán)境下生長得到的；第一 GaN層為不摻雜的GaN層，位于低溫GaN成核層之上；第二 GaN層為摻雜Si的GaN層，位于第一 GaN層之上；應(yīng)力釋放層為InGaN/GaN結(jié)構(gòu)，位于第二GaN層之上；發(fā)光層位于應(yīng)力釋放層之上；第一電子溢出阻擋層位于發(fā)光層之上，為摻雜Mg的單層InxAlyGaN結(jié)構(gòu)，或者，超晶格InxGaN/InxAIyGaN結(jié)構(gòu)，厚度為10-2000A，In的含量為0% -20%, Al的含量為1% -20%，Mg的濃度為1E19-5E20 ;第二電子溢出阻擋層位于第一電子溢出阻擋層之上，為摻雜Mg的單層InxAlyGaN結(jié)構(gòu)，或者，超晶格InxGaN/InxAlyGaN結(jié)構(gòu)，厚度為10-2000A，In的含量為O % -20%, Al的含量為1% -20%，Mg的濃度為1E19-5E20 ;第三GaN層位于第二電子溢出阻擋層之上，為Mg摻雜的GaN層；第四GaN層位于第三GaN層之上，為Mg重?fù)诫s的GaN層；電極接觸層位于第四GaN層之上，為Mg摻雜的InGaN電極接觸層。
[0038]具體地，第一電子溢出阻擋層是在純氮?dú)饣虻谝换旌蠚夥障律L得到的，第二電子溢出阻擋層是在純氫氣或第二混合氣氛下生長得到的，第一混合氣氛和第二混合氣氛均包含氮?dú)夂蜌錃?，且第一混合氣氛中的氮?dú)獾谋壤哂跉錃獾谋壤?，第二混合氣氛中的氫氣的比例高于氮?dú)獾谋壤?br>[0039]本發(fā)明實(shí)施例中的LED外延片包括兩個(gè)在不同氣氛下生長得到的電子溢出阻擋層，能夠在保證Mg摻雜濃度的基礎(chǔ)上，有效地提高電子溢出阻擋層的空穴濃度，填補(bǔ)V型缺陷，避免電子溢流，并降低了 Mg摻雜的GaN層的厚度，從而大幅提升了 LED外延片的發(fā)光效率。
[0040]基于上述LED外延片，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種LE