[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片的生长方法

说明书

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片的生长方法，属于半导体技术领域。所述生长方法包括：提供一衬底；在衬底上依次生长缓冲层、未掺杂GaN层、n型层、应力释放层、多量子阱层、p型电子阻挡层、p型层和p型接触层；应力释放层包括依次生长在n型层上的第一子层、第二子层、第三子层，第一子层为掺Si的In_xGa_1‑xN层，0≤x＜1，第二子层包括交替层叠的In_yGa_1‑yN层和GaN层，0＜y＜1，第三子层为掺Si的In_zGa_1‑zN层，0≤z＜1；第二子层的生长压力低于第一子层的生长压力，第三子层的生长压力低于第一子层的生长压力。本发明改善翘曲度，提高晶体质量和光电性能。

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的生长方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diodes，简称：LED)具有体积小、颜色丰富多彩、使用寿命长等优点，是信息光电子新兴产业中极具影响力的新产品，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。GaN是制作LED的理想材料，一方面以GaN为代表的Ⅲ族氮化物是直接带隙的宽禁带半导体，具有导热率高、发光效率高、物理化学性质稳定、能实现P型或N型掺杂的优点，另一方面GaN的多元合金InGaN和GaN构成的量子阱结构，不仅发光波长可覆盖整个可见光区域，而且具有较高的内量子效率。

随着近年来经济的不断发展和人力成本的不断提高，LED芯片厂商已经逐步朝大尺寸外延工艺(大于2英寸的外延片)发展，以提高生产效率和LED芯片产能(如6英寸外延片分别为4英寸外延片的2倍、3英寸外延片的3～4倍、2英寸外延片的8～9倍)，降低生产成本。

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：

GaN基外延片与蓝宝石衬底之间存在晶格失配，造成高密度缺陷和热膨胀系数大，应力释放不充分，进而导致外延片表面不平整。相比于小尺寸外延片，大尺寸外延片具有更高的翘曲度，很容易破片，严重制约了大尺寸外延技术的发展。

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的生长方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管外延片的生长方法，所述生长方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂GaN层、n型层、应力释放层、多量子阱层、p型电子阻挡层、p型层和p型接触层；

所述应力释放层包括依次生长在所述n型层上的第一子层、第二子层、第三子层，所述第一子层为掺Si的In_xGa_1-xN层，0≤x＜1，所述第二子层包括交替层叠的In_yGa_1-yN层和GaN层，0＜y＜1，所述第三子层为掺Si的In_zGa_1-zN层，0≤z＜1；所述第二子层的生长压力低于所述第一子层的生长压力，所述第三子层的生长压力低于所述第一子层的生长压力。

可选地，所述第一子层的生长压力为300～900mbar，所述第二子层的生长压力为50～200mbar，所述第三子层的生长压力为50～200mbar。

可选地，所述第三子层的生长压力高于所述第二子层的生长压力。

可选地，所述第二子层的生长温度低于所述第一子层的生长温度，所述第三子层的生长温度高于所述第二子层的生长温度。

优选地，所述第三子层的生长温度高于所述第一子层的生长温度。