[实用新型]一种氮化镓基发光二极管外延片

说明书

本实用新型公开了一种氮化镓基发光二极管外延片，属于半导体技术领域。所述氮化镓基发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；所述电子阻挡层包括第一子层以及插入在所述第一子层中的至少一个第二子层，所述第一子层为P型掺杂的AlGaN层，所述第二子层为GeN层。本实用新型通过在P型掺杂的AlGaN层中插入至少一个GeN层形成电子阻挡层，GeN与GaN的晶格不同但晶格匹配度较好，可以降低电子阻挡层中的应力和缺陷，改善空穴在电子阻挡层中的平面扩展能力，提高空穴的注入效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种氮化镓基发光二极管外延片。

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。氮化镓(GaN)具有良好的热导性能，同时具有耐高温、耐酸碱、高硬度等优良特性，使氮化镓(GaN)基LED受到越来越多的关注和研究。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底、N型半导体层、有源层和P型半导体层，N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴，N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，有源层用于进行电子和空穴的辐射复合发光，衬底用于为外延材料提供生长表面。

N型半导体提供的电子数量远大于P型半导体层的空穴数量，加上电子的体积远小于空穴的体积，导致注入有源层中的电子数量远大于空穴数量。为了避免N型半导体层提供的电子迁移到P型半导体层中与空穴进行非辐射复合，通常会在有源层和P型半导体层之间设置电子阻挡层，可以阻挡电子从有源层跃迁到P型半导体层。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

衬底的材料通常选择蓝宝石，N型半导体层、有源层和P型半导体层的材料通常选择氮化镓基材料。由于衬底材料和氮化镓基材料为异质材料，晶格常数差异较大，因此衬底和N型半导体层之间存在较大的晶格失配。晶格失配产生的应力和缺陷会较多引入氮化镓基材料中，并在外延生长过程中不断积累，导致电子阻挡层中累积较多的应力和缺陷。由于空穴的传输会受到缺陷的影响，因此电子阻挡层中较多的缺陷会影响到空穴的扩展，降低空穴的注入效率。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片，能够解决现有技术电子阻挡层中较多的缺陷会影响到空穴的扩展，降低空穴的注入效率的问题。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；所述电子阻挡层包括第一子层以及插入在所述第一子层中的至少一个第二子层，所述第一子层为P型掺杂的AlGaN层，所述第二子层为GeN层。

可选地，所述至少一个第二子层的厚度小于所述第一子层的厚度。

优选地，所述至少一个第二子层的厚度为所述第一子层的厚度的1/20～1/5。

更优选地，所述至少一个第二子层的厚度为0.5nm～5nm。

进一步地，所述第一子层的厚度为15nm～100nm。

可选地，所述第二子层的数量为2个～15个，多个所述第二子层分别插入在所述第一子层的不同位置。

优选地，多个所述第二子层均匀插入在所述第一子层中，多个所述第二子层的厚度沿所述氮化镓基发光二极管外延片的层叠方向逐层减少。

优选地，多个所述第二子层的厚度相等，所述第一子层被多个所述第二子层划分的部分的厚度沿所述氮化镓基发光二极管外延片的层叠方向逐渐增大。