[发明专利]提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法

说明书

本公开提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法，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缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层、有源层、复合P型层、以及复合P型接触层；所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。采用该发光二极管外延片可以在提高空穴浓度的同时，减少Mg的掺杂，保证有源层的晶体质量，提高外延片的发光效率。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法。

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。LED具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。

目前氮化镓基LED受到越来越多的关注和研究，其外延结构主体为：衬底(蓝宝石衬底)、氮化镓或掺铝氮化镓缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、电流有源层、P型层和P型接触层。其中，P型层和P型接触层均为掺Mg的氮化镓层。当有电流通过时，N型区的电子和P型区的空穴进入有源层并且复合，发出需要波段的可见光。

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：

由于Mg有效离化率低，需要掺杂更多的Mg掺杂才能达到需要的Mg有效浓度。因此为了提高空穴有效浓度，常需要对P型层进行Mg重掺。但是重掺会引入额外的缺陷和杂质，部分杂质可能会扩散进入有源层，降低有源层的晶体质量，从而影响外延片的发光效率。

发明内容

本公开实施例提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法，可以在提高空穴浓度的同时，减少Mg的掺杂，保证有源层的晶体质量，提高外延片的发光效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片，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、未掺杂的氮化镓层、N型层、有源层、复合P型层、以及复合P型接触层；

所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；

所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。

可选地，所述第一P型层和所述第二P型层的厚度比为10：1～20：1。

可选地，所述复合P型层的厚度为5～10nm。

可选地，所述复合P型接触层的厚度为2～5nm，所述第二接触层的厚度为1～2nm。

另一方面，提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层和有源层；

在所述有源层上形成复合P型层，所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；

在所述复合P型层上形成复合P型接触层，所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。

可选地，所述在所述有源层上形成复合P型层，包括：

在所述有源层上生长P型氮化镓层；