[实用新型]一种发光二极管外延片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体发光部件，尤其涉及一种发光二极管外延片。

背景技术

目前，国内外研究人员不断对Si衬底的发光二极管外延片进行研究。然而，Si衬底遇活性N后易在界面处形成无定形的SixNy层，SixNy层对整个发光二极管外延片的良好工作产生了极为不利的影响。因此，即便Si衬底具有成本低、散热好，且方便制成垂直器件等优点，具有非常良好的发展前景，但要使Si衬底来制造发光二极管外延片，势必要阻止SixNy层的形成。在发光二极管外延片工作过程中，静电释放会以极高的强度很迅速低地发生，放电电流经过发光二极管的PN结时，产生的焦耳热会使得芯片PN两极之间局部介质熔融，造成PN结短路或者漏电，从而造成发光二极管器件突发性失效或者潜在失效。因此，必须引入新的结构防止ESD对器件的损伤。

实用新型内容

为解决上述技术，本实用新型提供一种发光二极管外延片，可以防止在Si衬底的发光二极管外延片上形成SixNy层，并引入新的结构防止ESD对器件的损伤。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种发光二极管外延片，其结构包括Si衬底层、氮化镓基缓冲层、非掺杂氮化镓层、n型氮化镓基层、多量子阱层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层和接触层，其特征在于：还包括生长在所述Si衬底层上的Al2O3保护层；所述接触层包括低In组分的低掺杂n型In_0.05Ga_0.95N层和高In组分的高掺杂n型In_0.1Ga_0.9N层。

进一步，所述Al2O3保护层的厚度为3-5nm。

进一步，所述氮化镓基缓冲层的厚度为20nm。

进一步，所述低In组分低掺杂n型In_0.05Ga_0.95N层的厚度为2nm，所述高In组分高掺杂n型In_0.1Ga_0.9N层的厚度为2nm。

进一步，所述p型氮化镓层的厚度为150nm。

本发明使用Si作为衬底，在Si衬底上先生长一层Al2O3保护层，可有效防止Si在界面处与活性N反应形成无定形的SixNy，从而避免SixNy层对整个发光二极管外延片工作的影响。通过采用低In组分的低掺杂n型In_xGa_1-xN层和高In组分的高掺杂n型In_xGa_1-xN层，在双层式接触层结构中因为掺杂的浓度差而在界面产生调制参杂结构，由ESD引起的瞬间高压放电所产生的的电荷在调制掺杂结构中形成二维空穴气，从而放散降低了瞬间放电产生的瞬间电流密度，进一步减小了ESD对器件结构的破坏力，提高了器件的抗静电能力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

其中：1-Si衬底层，2-氮化镓基缓冲层，3-非掺杂氮化镓层，4-n型氮化镓基层，5-多量子阱层，6-p型铝镓氮层，7-p型氮化镓层，8-接触层，9-Al2O3保护层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，其结构从下至上依次为Si衬底层、Al2O3保护层、氮化镓基缓冲层、非掺杂氮化镓层、n型氮化镓基层、多量子阱层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层和接触层。

选取Si衬底，在Si面上镀上一层厚度为3-5nm的Al层，在Si衬底温度为800-900℃时通入氧等离子体至形成Al2O3保护层，保温30min。

在530℃温度下，在Al2O3保护层上生长20nm厚度的低温氮化镓基缓冲层，再升温至1100℃生长1.5μm厚度的非掺杂氮化镓。在1100℃生长2μm厚度的n型氮化镓。在N₂环境中，生长温度为850℃，生长5个周期的多量子阱层和厚度为20nm的GaN垒层。在810℃下，生长1.6nm的InGaN阱层。升温至960℃生长30nm厚度的p型AL_0.15Ga_0.85N层。在940℃生长150nm厚度的p型氮化镓层。在810℃生长2nm厚度的低In组分低掺杂n型In_0.05Ga_0.95N层和2nm厚度的高In组分高掺杂n型In_0.1Ga_0.9N层。最后降温至室温，生长结束。