[发明专利]一种高亮度发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高亮度发光二极管外延片，包括衬底、沿所述衬底的表面依次生长的缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型层、量子阱层及P型层，所述缓冲层包括交替生长的第一氮化镓层与第二氮化镓层，所述缓冲层的第一层与最后一层均为第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的生长温度低于第二氮化镓层的生长温度，所述P型层的生长包括至少2个生长阶段，所述每个生长阶段均包括高温生长、退火降温及低温生长的过程。本发明的高亮度发光二极管外延片的缓冲层避免了非辐射复合发光的发生，P型层的空穴的迁移率提高，增加了P型层中的空穴与N型层产生的电子进行复合的几率，通过缓冲层与P型层的协同作用，提高了发光二极管的发光效率及抗静电能力。

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件设备技术领域，具体涉及一种高亮度发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管是一种将电能转化为光能的半导体电子元件，近年来，发光二极管的应用领域日趋广泛，市场需求不断扩大，已经被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明领域。发光二极管中的外延片是发光二极管的核心部分，因此，发光二极管外延片的发展备受关注。

现有的发光二极管的制作过程是在半导体衬底上制作N型氮化物层、P型氮化物层以及介于两者之间的量子阱层，通过刻蚀工艺刻蚀漏出N型氮化物层后，形成第一区域，在第一区域上形成N电极，P型氮化物层的表面为第二区域，在第二区域上形成P电极。其中，N型氮化物层中有用于产生电子的硅，P型氮化物层中有用于产生空穴的镁，发光二极管在通电时，N型氮化物层中的电子与P型氮化物层中的空穴在量子阱层中复合，发出可见光，实现发光二极管的发光。

现有技术中，外延片的制备工艺存在诸多缺陷，导致发光二极管发光效率低、抗静电能力差，不能很好满足使用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高亮度发光二极管外延片及其制备方法，它可以解决现有技术中发光二极管发光效率低、抗静电能力差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种高亮度发光二极管外延片，包括衬底、沿所述衬底的表面依次生长的缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型层、量子阱层及P型层，所述缓冲层包括交替生长的第一氮化镓层与第二氮化镓层，所述缓冲层的第一层与最后一层均为第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的生长温度低于第二氮化镓层的生长温度，所述P型层的生长包括至少2个生长阶段，所述每个生长阶段均包括高温生长、退火降温及低温生长的过程。

作为优选的技术方案，所述第二氮化镓层的厚度小于相邻的第一氮化镓层的厚度。

作为优选的技术方案，所述P型层中每个生长阶段对应的厚度均相同。

作为优选的技术方案，所述P型层中每个生长阶段对应的厚度均不同。

本发明的第二方面，提供一种高亮度发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：

获取衬底；

沿衬底的表面依次生长缓冲层、非掺杂氮化镓层、N型层、量子阱层及P型层；

所述缓冲层包括交替生长的第一氮化镓层与第二氮化镓层，所述缓冲层的第一层与最后一层均为第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的生长温度低于第二氮化镓层的生长温度；

所述P型层的生长包括至少2个生长阶段，每个生长阶段均包括高温生长、退火降温及低温生长的过程。

作为优选的技术方案，所述P型层的每个生长阶段的操作步骤如下：获取P型层的当前生长温度及生长厚度，当生长厚度达到预设值时，按照设定的升温速率进行升温或按照设定的降温速率进行降温。

作为优选的技术方案：所述升温速率为60-90摄氏度/分钟；所述降温速率为60-90摄氏度/分钟。