[发明专利]发光二极管外延片及其制造方法

说明书

本公开提供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。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低温缓冲层、高温缓冲层、N型层和有源层，所述发光二极管外延片还包括依次层叠在所述有源层上的多个周期交替生长的电子阻挡层和P型层，每个所述电子阻挡层均为AlGaN层，沿所述外延片的层叠方向，每个周期的所述电子阻挡层中的Al组分逐渐降低，厚度逐渐减小，每个周期的所述P型层中的Mg的掺杂浓度逐渐升高。该发光二极管外延片可以增加电子和空穴的波函数在空间分布上的重叠度，从而可以提高LED的内量子效率。

技术领域

本公开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。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED是前景广阔的新一代光源，正在被迅速广泛地应用在如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、户内外显示屏和小间距显示屏等领域。

通常，GaN基LED在蓝宝石衬底上进行外延生长。传统的GaN基LED外延结构一般采用InGaN/GaN超晶格结构作为有源层。但是InGaN层和GaN层之间存在着很大的晶格失配，导致InGaN层和GaN层之间存在较大的压应力。压应力会产生压电极化电场，使得电子和空穴波函数的交叠减少，造成内量子效率的下降，从而影响LED发光效率。

发明内容

本公开实施例提供了一种发光二极管外延片及其制造方法，可以增加电子和空穴的波函数在空间分布上的重叠度，提高LED的内量子效率。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低温缓冲层、高温缓冲层、N型层和有源层，其特征在于，

所述发光二极管外延片还包括依次层叠在所述有源层上的多个周期交替生长的电子阻挡层和P型层，每个所述电子阻挡层均为AlGaN层，沿所述外延片的层叠方向，各周期的所述电子阻挡层中的Al组分逐渐降低，厚度逐渐减小，各周期的所述P型层中的Mg的掺杂浓度逐渐升高。

可选地，多个所述电子阻挡层中的Al组分的变化范围为0.1~0.4。

可选地，多个所述电子阻挡层中的Al组分的降低幅度为0.05~0.25。

可选地，多个所述电子阻挡层的厚度的变化范围为1~20nm。

可选地，多个所述电子阻挡层的厚度的降低幅度为5~15nm。

可选地，多个所述P型层中的Mg的掺杂浓度的变化范围为5*10¹⁷cm^-3~6*10²⁰cm^-3。

可选地，多个所述P型层的厚度逐渐减小。

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低温缓冲层、高温缓冲层、N型层和有源层；

在所述有源层上生长多个周期交替生长的电子阻挡层和P型层，每个所述电子阻挡层均为AlGaN层，沿所述外延片的层叠方向，各周期的所述电子阻挡层中的Al组分逐渐降低，厚度逐渐减小，各周期的所述P型层中的Mg的掺杂浓度逐渐升高。

可选地，多个所述电子阻挡层的生长温度均为930~970℃，生长压力均为100~200torr。

可选地，多个所述P型层的生长温度均为940~980℃，生长压力均为200~600torr。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：