[发明专利]一种发光二极管外延片的制造方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片的制造方法，属于半导体技术领域。包括：提供一衬底；在衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、有源层、电子阻挡层、P型氮化镓层；高温缓冲层包括(n+1)个氮化镓层和n个铝镓氮层，n为正整数，(n+1)个氮化镓层和n个铝镓氮层交替层叠设置，(n+1)个氮化镓层的生长温度沿发光二极管外延片的生长方向逐层升高，(n+1)个氮化镓层的生长速率沿发光二极管外延片的生长方向逐层加快，n个铝镓氮层中铝组分含量沿发光二极管外延片的生长方向逐层增加。本发明利用氮化镓层生长温度和铝镓氮层中铝组分含量的提高，弥补生长速率提高而产生的缺陷，实现生长周期的缩短和生产成本的降低。

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外延片的制造方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED被迅速广泛地应用于交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等。

现有LED的外延片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、有源层、电子阻挡层、P型氮化镓层。其中，低温缓冲层和高温缓冲层均为采用恒定条件(包括温度、压力和速率等)生长的氮化镓层，不同之处在于，低温缓冲层的生长温度低于高温缓冲层的生长温度。生长低温缓冲层时，氮化镓在衬底上平铺一层之后，由于生长温度较低，因此原子的迁移率较低，氮化镓的垂直生长快于横向生长，形成若干排列整齐的岛状晶核。生长高温缓冲层时，由于生长温度较高，因此原子的迁移率较高，氮化镓的横向生长快于垂直生长，相邻岛状晶核之间的凹陷处被填平，形成平整的表面以进行后续生长。

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：

提高生长速率可以缩短生产周期，降低生产成本，但同时也会产生一定的缺陷，影响晶体质量。由于高温缓冲层为有源层等外延片中最重要的部分的生长提供平整的表面，因此高温缓冲层生长的好坏关系到外延片整体的质量，因此目前不能提高高温缓冲层的生长速率实现生产周期和成本的减少。

发明内容

为了解决现有技术不能提高高温缓冲层的生长速率实现生产周期和成本的减少的问题，本发明实施例提供了一种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发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、有源层、电子阻挡层、P型氮化镓层；

其中，所述高温缓冲层包括(n+1)个氮化镓层和n个铝镓氮层，n为正整数，所述(n+1)个氮化镓层和所述n个铝镓氮层交替层叠设置，所述(n+1)个氮化镓层的生长温度沿所述发光二极管外延片的生长方向逐层升高，所述(n+1)个氮化镓层的生长速率沿所述发光二极管外延片的生长方向逐层加快，所述n个铝镓氮层中铝组分含量沿所述发光二极管外延片的生长方向逐层增加。

可选地，n≤5。

可选地，相邻两个所述氮化镓层的生长温度的差值为5～50℃。

优选地，相邻两个所述氮化镓层的生长温度的差值为10～40℃。

可选地，所述(n+1)个氮化镓层的厚度沿所述发光二极管外延片的生长方向逐层增加。

可选地，所述n个铝镓氮层的厚度沿所述发光二极管外延片的生长方向逐层增加。

可选地，各个所述铝镓氮层的厚度均小于或等于50nm。

优选地，各个所述铝镓氮层的厚度均为20～50nm。

可选地，所述高温缓冲层的厚度小于或等于3μm。