[发明专利]一种GaN基发光二极管外延片的制造方法

说明书

本发明公开了一种GaN基发光二极管外延片的制造方法，属于半导体技术领域。包括：在衬底上依次形成缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、N型阻挡层、应力释放层、量子阱、P型电子阻挡层、P型GaN层；N型阻挡层由高温AlGaN层和低温GaN层组成，高温AlGaN层和低温GaN层中均掺杂有N型掺杂剂，高温AlGaN层的生长温度高于低温GaN层的生长温度。本发明通过高温AlGaN层有效限制电子的迁移，减小电子的迁移速率，提高发光阱区载流子的浓度，最终提升发光效率；同时通过低温GaN层阻隔缺陷，改变V形坑的大小和开口位置，减少由于晶格失配产生的位错，减少漏电，提高抗静电能力。

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制造方法。

背景技术

GaN材料在发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)器件上的应用十分普遍，是人们一直以来关注的热点。采用GaN制造的LED颜色纯正、亮度高、能耗低，性能比传统的AlGaInP基LED或者GaAlAs基LED更优越，广泛应用于照明、医疗、显示、玩具等众多领域。

GaN基LED通常在蓝宝石衬底上形成，蓝宝石与GaN之间存在晶格失配，LED内会产生缺陷和位错，造成电子和空穴之间的非辐射复合增多，大大降低LED的发光效率。

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GaN基发光二极管外延片的制造方法。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制造方法，所述制造方法包括：

在衬底上依次形成缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、N型阻挡层、应力释放层、量子阱、P型电子阻挡层、P型GaN层；

其中，所述N型阻挡层由高温AlGaN层和低温GaN层组成，所述高温AlGaN层和所述低温GaN层中均掺杂有N型掺杂剂，所述高温AlGaN层的生长温度高于所述低温GaN层的生长温度。

在本发明一种可能的实现方式中，所述高温AlGaN层的生长温度高于所述N型GaN层的生长温度，所述低温GaN层的生长温度低于所述N型GaN层的生长温度。

可选地，所述高温AlGaN层的生长温度比所述N型GaN层的生长温度高10～100℃。

可选地，所述低温GaN层的生长温度比所述N型GaN层的生长温度低10～100℃。

在本发明另一种可能的实现方式中，所述低温GaN层的厚度为所述高温AlGaN层的厚度的4～12倍。

可选地，所述高温AlGaN层的厚度为2～15nm。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述高温AlGaN层中N型掺杂剂的掺杂浓度高于所述低温GaN层中N型掺杂剂的掺杂浓度。

可选地，所述高温AlGaN层中N型掺杂剂的掺杂浓度为10¹⁹～10²⁰cm^-3。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述低温GaN层为N型掺杂的GaN层，或者N型掺杂的GaN层和没有掺杂的GaN层交替层叠形成的超晶格结构。

可选地，所述N型掺杂的GaN层和所述没有掺杂的GaN层的层数相同，所述没有掺杂的GaN层的层数为2～20层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：