[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片及其制作方法

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GaN基发光二极管外延片及其制作方法。

背景技术

GaN（氮化镓）是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，其优异的高热导率、耐高温、耐酸碱、高硬度等特性，使其被广泛地被用于蓝、绿、紫外发光二极管。GaN基发光二极管的核心组件是芯片，芯片包括外延片和设于外延片上的电极。

GaN基发光二极管外延片一般包括衬底、以及在衬底上依次向上生长的缓冲层、未掺杂的GaN层、n型层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和p型层，其中多量子阱层包括若干个量子垒层和若干个与量子垒层交替生长的量子阱层。由于n型层的电子迁移率比较高，容易引起电子溢流，为了降低电子溢流现象，现有技术中一般是在n型层和应力释放层之间设置n型电流扩展层。

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：

现有技术中，通过增设n型电流扩展层以降低电子溢流现象，电子溢流现象虽然有所改善，但是n型电流扩展层对电子的扩散能力有限，使得由该外延片制成的发光器件的抗静电能力差，工作电压高。

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GaN基发光二极管外延片及其制作方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种GaN基发光二极管外延片，所述外延片包括：衬底、以及在所述衬底上向上生长的缓冲层、未掺杂的GaN层、n型层、掺杂有Si的电流扩展层、应力释放层、掺杂有Si的插入层、多量子阱层、电子阻挡层和p型层，所述多量子阱层包括若干个掺杂有Si的量子垒层和若干个与所述量子垒层交替生长的量子阱层，所述插入层的生长温度不高于所述量子垒层的生长温度，所述插入层为周期结构，每一周期包括Al_xGa_1-xN层和Al_yGa_1-yN层，所述Al_xGa_1-xN层的Si的掺杂浓度为C1，所述Al_yGa_1-yN层的Si的掺杂浓度为C2，所述插入层各层中最靠近所述多量子阱层的Al_yGa_1-yN层中Si的掺杂浓度最高，所述最靠近所述多量子阱层的Al_yGa_1-yN层中Si的掺杂浓度不低于所述量子垒层中Si的掺杂浓度，且不高于所述电流扩展层中Si的掺杂浓度，其中，0≤x＜1，0≤y＜1，0≤C1，0<C2，在同一周期中，C1<C2。

优选地，所述插入层各周期结构中的Al_xGa_1-xN层的Al的组分含量从下至上递增。

优选地，在同一周期中，x=y=0，或者是0＜y＜x＜1。

优选地，所述插入层各周期结构中的Al_yGa_1-yN层的Si的掺杂浓度从下至上各层保持不变或者从下至上逐层递增。

进一步地，在同一周期中，所述Al_xGa_1-xN层的厚度不大于所述Al_yGa_1-yN层的厚度。

优选地，所述插入层的各Al_xGa_1-xN层的Al的组分含量不高于电子阻挡层中Al的组分含量。

具体地，所述插入层的生长温度700-950℃。

另一方面，提供了一种GaN基发光二极管外延片的制作方法，所述装置包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的GaN层、n型层、掺杂有Si的电流扩展层、应力释放层；