[发明专利]一种发光二极管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外延片及其制造方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。氮化镓基材料(包括铟镓氮、氮化镓、铝镓氮、铝铟镓氮)是LED的优良材料，具有禁带宽度大、电子漂移速度不易饱和、击穿场强大、介电常数小、导热性能好、耐高温、抗腐蚀等优点。

芯片是LED最重要的组成部分，外延片是制造芯片的原材料。现有的氮化镓基LED外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型氮化镓层和P型接触层。其中，P型接触层采用镁作为P型掺杂剂，通过活化镁提供的空穴作为载流子将电极注入的电流传递到P型氮化镓层，实现P型氮化镓层和电极之间的欧姆接触。

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：

能够掺入P型接触层的镁较少，加上镁本身的活化率较低，因此P型接触层中提供的载流子(即空穴)数量较少，不容易形成较好的欧姆接触，导致LED的工作电压较高，产生的热量较多。加上蓝宝石衬底本身是绝缘体，具有较低的导热性，这样对LED的封装材料的要求较高，必须具备高散热和耐高温的性质，从而导致LED整体的生产成本较高。

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发光二极管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外延片，所述发光二极管外延片包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层，所述发光二极管外延片还包括层叠在所述P型氮化镓层上的N型接触层。

可选地，所述N型接触层为N型掺杂的氮化镓层。

可选地，所述N型接触层的厚度为2nm～20nm。

可选地，所述N型接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3～9×10¹⁹cm^-3。

另一方面，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；

在所述衬底上依次形成缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、应力释放层、多量子阱层、电子阻挡层、P型氮化镓层和N型接触层。

可选地，所述N型接触层的生长温度为700℃～800℃。

可选地，所述N型接触层的生长压力为100torr～300torr。

可选地，所述N型接触层为N型掺杂的氮化镓层。

可选地，所述N型接触层的厚度为2nm～20nm。

可选地，所述N型接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3～9×10¹⁹cm^-3。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在P型氮化镓层上层叠N型接触层，由于N型掺杂剂能够非常完美的掺杂到氮化镓材料中，N型接触层中提供的电子作为载流子的数量远多于P型接触层中提供的空穴作为载流子的数量，采用N型接触层可以更加有效地与电极之间形成欧姆接触，降低接触层的电阻，在注入电流不变的情况下，LED的工作电压大幅降低，LED的光效(光功率/电功率)提高；同时产生的热量减少，对LED封装材料的要求降低，生产成本得以降低。

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外延片的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种发光二极管外延片的制造方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种发光二极管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