一種發(fā)光二極管外延片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管（Light-Emitting Diodes，簡(jiǎn)稱LED)領(lǐng)域，特別涉及 一種LED外延片。
【背景技術(shù)】
[0002] LED芯片是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，具有體積小、亮度高、能耗小等特點(diǎn)，被 廣泛應(yīng)用于照明等領(lǐng)域。LED芯片由LED外延片裂片得到。LED外延片包括襯底及在襯底 上生長(zhǎng)的GaN外延層。
[0003] 目前，常使用藍(lán)寶石、硅或碳化硅等材料作為襯底。由于襯底與GaN外延層是異質(zhì) 結(jié)晶，襯底同GaN外延層間將存在較大的晶格失配，并且襯底同GaN外延層間的熱膨脹系數(shù) 也不同，這將導(dǎo)致制備出的外延片存在大量缺陷，比如外延片在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生翹曲（即 外延片的邊緣未長(zhǎng)好），影響外延片的整體良率。近年來(lái)，很多公司和實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將傳統(tǒng)的 2英寸外延片轉(zhuǎn)為4英寸或者6英寸外延片來(lái)降低生產(chǎn)成本。但是尺寸越大，產(chǎn)生的應(yīng)力相 對(duì)也越大，生長(zhǎng)過(guò)程中外延片翹曲面積也就越大，邊緣效應(yīng)也就越嚴(yán)重，邊緣良率損失也就 較大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決4英寸或者6英寸外延片在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生翹曲的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí) 施例提供了一種發(fā)光二極管外延片。所述技術(shù)方案如下：
[0005] 本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光二極管外延片，所述發(fā)光二極管外延片包括：襯底、以 及在所述襯底上依次生長(zhǎng)的緩沖層、不摻雜的GaN層、第一 η型摻雜的GaN層、η型摻雜的 AlGaN層、應(yīng)力釋放層、多量子阱層和ρ型層，
[0006] 所述襯底為4英寸或6英寸的襯底，所述發(fā)光二極管外延片還包括第二η型摻雜 的GaN層，所述第二η型摻雜的GaN層位于所述不摻雜的GaN層和所述第一 η型摻雜的GaN 層之間，所述第二η型摻雜的GaN層的厚度是1~2微米，所述η型摻雜的AlGaN層的厚度 是 10 ~IOOnm ;
[0007] 所述第二η型摻雜的GaN層為第一 η型摻雜的AlxlGaylN1 χ1 ^層和第二η型摻雜的 Alx2Gay2N1 x2 y2層交替生長(zhǎng)的周期性結(jié)構(gòu)，0彡Xl〈x2〈l，0〈yl〈l，0〈y2〈l ;所述周期性結(jié)構(gòu)中 罪近所述不慘雜的GaN層的是所述弟一 η型慘雜的AlxlGaylN1 xl yl層；或者，
[0008] 所述第二η型摻雜的GaN層為第三η型摻雜的Alx3Gay3N 1 x3 和第四η型摻雜的 Alx4Gay4N1 x4y4層交替生長(zhǎng)的周期性結(jié)構(gòu)，0彡X4〈X3〈l，0〈y3〈l，0〈y4〈l ;所述周期性結(jié)構(gòu)中 靠近所述不摻雜的GaN層的是所述第三η型摻雜的Alx3Gay3N1 x3 y3層。
[0009] 在第二可選的實(shí)施方式中，所述第一 η型摻雜的AlxlGaylN1 xl yl層的厚度和所述第 二η型摻雜的Alx2Gay2N1 x2 y2層的厚度均為20~40nm ;所述周期性結(jié)構(gòu)的周期數(shù)量為10~ 30 〇
[0010] 在第三可選的實(shí)施方式中，所述第三η型摻雜的Alx3Gay3N 1 x3 y3層和所述第四η型 摻雜的Alx4Gay4N1 x4 y4層的厚度均為20~40nm ;所述周期性結(jié)構(gòu)的周期數(shù)量為10~30。
[0011] 在第四可選的實(shí)施方式中，所述第一 η型摻雜的GaN層和所述第二η型摻雜的GaN 層的總厚度為1~3微米。
[0012] 在第五可選的實(shí)施方式中，所述第一 η型摻雜的GaN層的厚度為1~2微米。
[0013] 在第六可選的實(shí)施方式中，所述緩沖層是AlGaN層。
[0014] 在第七可選的實(shí)施方式中，所述緩沖層的厚度是15~35nm。
[0015] 在第八可選的實(shí)施方式中，所述不摻雜的GaN層的厚度是800~1200nm。
[0016] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：
[0017] 通過(guò)在不摻雜的GaN層和第一 η型摻雜的GaN層之間設(shè)置第二η型摻雜的GaN層； 由于Al與Ga屬于同族元素，Al原子半徑比Ga原子半徑小，因此在第二η型摻雜的GaN層 中，原子半徑較小的Al原子可以填充Ga原子間的細(xì)縫，因此可以有效減輕襯底與外延層之 間由于晶格失配、熱膨脹系數(shù)不同等所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而改善外延片生長(zhǎng)時(shí)的翹曲，尤其改 善大尺寸外延片生長(zhǎng)時(shí)的翹曲，從而提高了晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了外延片的光電性能以及 綜合良率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些 實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2和圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的又一種發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022] 實(shí)施例
[0023] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管（Light-Emitting Diodes，簡(jiǎn)稱LED) 外延片，參見圖I，該LED外延片包括：
[0024] 襯底1、以及在襯底1上依次生長(zhǎng)的緩沖層2、不摻雜的GaN層3、第一 η型摻雜的 GaN層5、η型摻雜的AlGaN層6、應(yīng)力釋放層7、多量子阱層8和ρ型層9。
[0025] 其中，襯底1為4英寸或6英寸的襯底。該LED外延片還包括第二η型摻雜的GaN 層4 ;第二η型摻雜的GaN層4位于不摻雜的GaN層3和第一 η型摻雜的GaN層5之間。第 二η型摻雜的GaN層4的厚度是1~2微米，η型摻雜的AlGaN層6的厚度是10~100nm。
[0026] 其中，襯底1可以是藍(lán)寶石襯底。
[0027] 其中，該緩沖層2可以是AlGaN層，厚度可以是15~35nm。
[0028] 其中，不摻雜的GaN層3的厚度可以是800~1200nm。
[0029] 其中，第一 η型摻雜的GaN層5和第二η型摻雜的GaN層4的總厚度為1~3微 米。
[0030] 作為可選的實(shí)施方式，第一 η型摻雜的GaN層5的厚度為1~2微米。
[0031] 其中，該應(yīng)力釋放層7可以是InGaN層和GaN層交替生長(zhǎng)的周期性結(jié)構(gòu)。
[0032] 其中，該多量子阱層8可以是InGaN層和GaN層交替生長(zhǎng)的周期性結(jié)構(gòu)；InGaN層 的厚度可以是2~4nm，GaN層的厚度可以是8~IOnm 0
[0033] 參見圖2,在第一種可選的實(shí)施方式中，第二η型摻雜的GaN層4為第一 η型摻 雜的AlxlGaylN1 xl yJl 41和第二η型摻雜的Al X2Gay2N1 x2 yJl 42交替生長(zhǎng)的周期性結(jié)構(gòu)， 0彡11〈12〈1，0〈71〈1，0〈72〈1;該周期性結(jié)構(gòu)中靠近不摻雜的6&~層3的是第一11型摻雜的 AlxlGaylN1 xl 一層 41。
[0034] 作為可選的實(shí)施方式，第一 η型摻雜的AlxlGaylN1 xl ^層41的厚度和第二η型摻雜 的Alx2Gay2N1 x2 yJl 42的厚度均為20~40nm ;該