[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、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层、有源层、电子阻挡层和P型层。应力释放层包括多个周期交替生长的GaN层和InGaN层，每个InGaN层中的In组分沿InGaN层的生长方向先逐渐增大，再逐渐减小。则每个InGaN层的靠近GaN层的部分的In组分较低，可以使得InGaN层与GaN层之间的晶格更匹配，从而可以减少InGaN层与GaN层之间产生的压应力，提高应力释放层的晶体质量，进而提高LED的发光效率。同时每个InGaN层的中部In组分含量较高，可以有效释放N型层与有源层之间的压应力。

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

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

外延片是LED中的主要构成部分，现有的GaN基LED外延片包括衬底和依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层、电子阻挡层和P型层。当外延层有电流通过时，P型层的空穴与N型层的电子会向有源层移动，并在有源层进行复合发光。部分外延片还包括设置在N型层和有源层之间的应力释放层，应力释放层通常包括多个周期交替生长的GaN层和InGaN层。

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：

应力释放层虽然可以释放N型层和有源层之间的应力，但是由于应力释放层中的GaN层和InGaN层之间的晶格失配度较大，因此，应力释放层内部同样也会产生压应力，使得生长出的应力释放层的晶体质量较差，从而导致LED的发光效率较低。

发明内容

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，可以减少应力释放层内部产生的压应力，提高LED的发光效率。所述技术方案如下：

一方面，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、未掺杂的GaN层、N型层、应力释放层、有源层、电子阻挡层和P型层，所述应力释放层包括多个周期交替生长的GaN层和InGaN层，

每个所述InGaN层中的In组分沿所述InGaN层的生长方向先逐渐增大，再逐渐减小。

进一步地，所述InGaN层为In_xGa_1-xN层，0.02≤x≤0.05。

进一步地，所述In_xGa_1-xN层中的In组分由0.02～0.025逐渐增大至0.04～0.05、再由0.04～0.05逐渐减小至0.02～0.025。

进一步地，所述应力释放层的周期数为6～10。

进一步地，所述GaN层与所述InGaN层的厚度比为3:1。

另一方面，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、未掺杂的GaN层、N型层；

在所述N型层上生长应力释放层，所述应力释放层包括多个周期交替生长的GaN层和InGaN层，每个所述InGaN层中的In组分沿所述InGaN层的生长方向先逐渐增大，再逐渐减小；

在所述应力释放层上依次生长有源层、电子阻挡层和P型层。

进一步地，所述GaN层和所述InGaN层的生长温度相等。