[发明专利]一种发光二极管外延片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。外延片包括衬底、缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层，多量子阱层包括多个量子阱层和多个量子垒层，多个量子阱层和多个量子垒层交替层叠，量子垒层包括(n+1)个第一子层和n个第二子层，n为正整数，(n+1)个第一子层和n个第二子层交替层叠设置，第一子层为没有掺杂的氮化镓层，第二子层为掺杂硅的氮化镓层。本发明采用掺杂硅和非掺杂硅交替生长，可以有效增强电流扩展，且掺杂硅的氮化镓层中的部分硅可以通过渗透作用到没有掺杂硅的氮化镓中，保障了LED的发光效率和亮度，又可以减少线缺陷和降低电压。

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)是一种能发光的半导体电子元件，广泛应用在交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等技术领域。芯片是LED的核心组件，包括外延片和设置在外延片上的电极。

现有LED外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱(英文：Multiple Quantum Well，简称：MQW)层、电子阻挡层和P型氮化镓层。其中，N型氮化镓层提供的电子和P型氮化镓层提供的空穴注入多量子阱层中进行辐射复合发光；多量子阱层包括交替层叠的量子阱层和量子垒层，量子垒层中掺杂有硅，以破坏晶体中的线缺陷，同时扩展电流降低电压。

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：

若量子垒层中硅的掺杂浓度较低，则起不到减少线缺陷和降低电压的作用；若量子垒层中硅的掺杂浓度较高，则一方面影响量子垒材料的结晶完整性，降低量子垒层的晶体质量，另一方面硅原子会扩散到量子阱层中，降低量子阱层的晶体质量，量子垒层和量子垒层晶体质量的降低都会影响LED的发光效率和亮度，因此很难在不影响到发光亮度的情况下减少线缺陷和降低电压。

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、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层，所述多量子阱层包括多个量子阱层和多个量子垒层，所述多个量子阱层和所述多个量子垒层交替层叠，所述量子垒层包括(n+1)个第一子层和n个第二子层，n为正整数，所述(n+1)个第一子层和所述n个第二子层交替层叠设置，所述第一子层为没有掺杂的氮化镓层，所述第二子层为掺杂硅的氮化镓层。

可选地，各个所述第二子层中硅的掺杂浓度相同，或者所述n个第二子层中硅的掺杂浓度沿所述多量子阱层的层叠方向逐层升高。。

可选地，各个所述第二子层的厚度相同。

可选地，各个所述第一子层的厚度小于每个所述第二子层的厚度。

可选地，最靠近所述N型氮化镓层的第一子层的厚度、以及最靠近所述电子阻挡层的第一子层的厚度均大于其它的第一子层中每个第一子层的厚度，所述其它的第一子层为所述(n+1)个第一子层中除最靠近所述N型氮化镓层的第一子层和最靠近所述电子阻挡层的第一子层的厚度之外的第一子层。

可选地，最靠近所述N型氮化镓层的第一子层的厚度与最靠近所述电子阻挡层的第一子层的厚度相同。

可选地，n≤7。

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；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层；