[发明专利]一种发光二极管的外延片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管的外延片及其制造方法。

背景技术

发光二极管芯片为半导体晶体，是发光二极管的核心组件。发光二极管芯片包括外延片以及在外延片上制作的电极。

其中，外延片包括衬底和外延层，外延层包括依次层叠在衬底上的缓冲层、不掺杂的GaN层、n型层、多量子阱层和p型层。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的外延片中多量子阱层直接设于n型层上，由于n型层中的电子较p型层中的空穴具有较低的有效质量和较高的迁移率，在电场的驱动下，电子会以很快的速度越过多量子阱层而迁移到p型层，从而使得电子空穴的复合效率降低；且由于外延层与衬底之间具有较大的晶格常数和热膨胀系数失配，会在外延片中产生大量的位错和缺陷，影响了外延片的内量子效率。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、不掺杂的GaN层、n型层、多量子阱层和p型层，所述外延片还包括设于所述n型层与所述多量子阱层之间的电流扩展层，所述电流扩展层为超晶格结构，所述超晶格结构由第一子层和第二子层交替层叠而成，所述第一子层和所述第二子层由Al_xGa_1-xN制成，相邻的所述第一子层和所述第二子层中的Al的组分含量不同，其中，0<x＜1。

可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量相同，各个所述第二子层的Al的组分含量也相同。

可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量不同，各个所述第二子层的Al的组分含量相同。

可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量不同，各个所述第二子层的Al的组分含量也不同。

优选地，所述电流扩展层中各层的所述Al的最高组分含量为20%～60%

可选地，所述第一子层厚度为1～10nm，所述第二子层的厚度也为1～10nm。

可选地，所述第一子层的厚度和所述第二子层的厚度相同。

另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管的外延片的制造方法，所述方法包括：

提供衬底，并依次在所述衬底上生长缓冲层、不掺杂的GaN层和n型层；

在所述n型层上生长电流扩展层，所述电流扩展层为超晶格结构，所述超晶格结构由第一子层和第二子层交替层叠而成，所述第一子层和所述第二子层由Al_xGa_1-xN制成，相邻的所述第一子层和所述第二子层中的Al的组分含量不同，其中，0<x＜1；

在所述电流扩展层上依次生长多量子阱层和p型层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在n型层和多量子阱层之间设有电流扩展层，使得n型层中的电子在进入多量子阱层之前速度降低，从而使电子和空穴在多量子阱层充分复合发光，提高了电子空穴的复合效率。并且由于应力会在层与层的交界处得到比较好的释放，而电流扩展层为超晶格结构，其多层结构可以有效释放衬底与n型层之间的应力，降低外延片中的缺陷，提高了发光二极管的内量子效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的电流扩展层的结构示意图；

图4～7是本发明实施例三提供的电流扩展层的结构示意图；

图8～10是本发明实施例四提供的电流扩展层的结构示意图；

图11是本发明实施例五提供的一种发光二极管的外延片的制造方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，参见图1，该外延片包括：