[发明专利]发光二极管外延片的生长方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片的生长方法，属于半导体技术领域。所述生长方法包括：提供一衬底；在衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；P型半导体层包括依次层叠的多个子层，第一个层叠的子层采用如下方式生长：打开镁源和氮源，在有源层的表面形成镓空位；打开铟源和镓源，对镁进行活化；关闭铟源，在有源层的表面形成子层；其它子层采用如下方式生长：关闭镓源，在已形成的子层的表面形成镓空位；打开镓源，在已形成的子层的表面形成子层；多个子层的厚度沿多个子层的层叠方向逐渐增大，多个子层中镁的掺杂浓度和多个子层的生长温度沿多个子层的层叠方向逐渐升高。本发明可有效增加P型半导体层提供的空穴数量。

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的生长方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED正在被迅速广泛地应用在交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等领域。LED的核心组件是芯片，提高芯片的发光效率是LED应用过程中不断追求的目标。

芯片包括外延片和设置在外延片上的电极。现有的LED外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。衬底用于提供外延生长的表面，缓冲层用于提供外延生长的成核中心，N型半导体层用于提供复合发光的电子，P型半导体层用于提供复合发光的空穴，有源层用于进行电子和空穴的复合发光。

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：

P型半导体层中提供空穴的镁掺杂的激活效率很低，导致注入有源层的空穴数量远小于注入有源层的电子数量，加上电子的移动速率远大于空穴，极大地限制了有源层中电子和空穴的复合发光，影响LED的发光效率。虽然理论上P型半导体层中镁的掺杂浓度和P型半导体层的生长温度较高时P型半导体层提供的空穴数量较多，但是实际上镁存在自补偿效应，P型半导体层中镁的掺杂浓度太高也无法如愿产生较多的空穴，同时P型半导体层的生长温度太高会对有源层造成破坏，即使空穴数量增加也无法提高LED的发光效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，能够解决现有技术空穴数量较少，影响LED发光效率的问题。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，所述生长方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；

其中，所述P型半导体层包括依次层叠的多个子层，第一个层叠的所述子层采用如下方式生长：

打开镁源和氮源，在所述有源层的表面形成镓空位；

打开铟源和镓源，对镁进行活化；

关闭铟源，在所述有源层的表面形成所述子层；

所述多个子层中除第一个层叠的所述子层之外的其它所述子层采用如下方式生长：

关闭镓源，在已形成的所述子层的表面形成镓空位；

打开镓源，在已形成的所述子层的表面形成所述子层；

所述多个子层的厚度沿所述多个子层的层叠方向逐渐增大，所述多个子层中镁的掺杂浓度沿所述多个子层的层叠方向逐渐升高，所述多个子层的生长温度沿所述多个子层的层叠方向逐渐升高。

可选地，所述多个子层的生长温度的升高幅度与所述多个子层中镁的掺杂浓度的升高倍数成正比。

进一步地，相邻两个所述子层中，后层叠的所述子层的生长温度比先层叠的所述子层的生长温度高5℃～30℃。