[发明专利]P型LED外延结构、生长方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体技术中氮化镓系材料制备技术领域领域，具体地说，是涉及一种P型LED外延结构、生长方法及LED显示装置。

背景技术

在现有技术中，所谓异质外延，即衬底材料和外延层是不同种材料。所谓氮化镓(GaN)，这是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。

以蓝宝石为衬底的异质外延生长氮化镓，由于晶格失配度较大和热膨胀系数差异较大，会导致生长的GaN内部有高密度的缺陷产生，在P型和N型同侧电极的LED芯片中会造成电流分布不均，从而抗静电能力较差。

申请号为：201010228152.9的专利“一种GaN基LED外延片及其生长方法”中提到通过引入n型缺陷阻断层，阻断因异质外延或n型掺杂产生的缺陷，提高晶体的生长质量，进而扩展电流，缓冲静电对GaN基LED的冲击而提高其抗静电能力。

申请号为：200910188007.X的专利“一种GaN基发光二极管外延片及其生长方法”中提到采用高低温生长P-GaN，通过过渡一层低温P-GaN，不致由于温度过高，造成临近周期的InGaN的破坏，使其In组分不容易析出，从而提高抗静电能力。

但上述两专利公开文本所述的内容，针对现有技术制备的GaN基LED外延片抗静电能力较弱，无法满足现有GaN基LED外延生长的需求。

发明内容

为解决现有技术中GaN基LED外延片抗静电能力弱的技术问题，特提供以下技术方案：

本申请提供了一种P型LED外延结构，所述结构自下而上包含蓝宝石衬底、低温氮化镓缓冲层、非掺杂氮化镓层、n型氮化镓层、第一势垒层、浅量子阱层、多量子阱层、电子阻挡层、高掺杂P型氮化镓层以及接触层，其特征在于：

所述高掺杂P型氮化镓接触层进一步包含第一P型氮化镓层和第二P型氮化镓层，且所述第一P型氮化镓层和所述第二P型氮化镓层分别采用不同的载气来生长。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层采用氮气作为载气来生长，而所述第二P型氮化镓层采用氮气与氢气的混合气体作为载气来生长。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层是在820-920℃的温度条件下生长的，而所述第二P型氮化镓层是在850-950℃温度条件下生长的。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层和所述第二P型氮化镓层是在相同温度条件以及相同压力条件下生长的。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层和所述第二P型氮化镓层是在不同温度条件及/或不同的压力条件下生长的。

本申请还提供了一种LED显示装置，其特征在于，所述LED显示装置包含应用了权利要求1-5中任一项所述的P型LED外延结构的外延片。

本申请还提供了一种P型LED外延结构生长方法，依次包含处理蓝宝石衬底、生长低温氮化镓缓冲层、生长非掺杂氮化镓层、生长n型氮化镓层、生长第一势垒层、生长浅量子阱层、生长多量子阱层、生长电子阻挡层、生长高掺杂P型氮化镓层以及生长接触层，其特征在于：所述生长高掺杂P型氮化镓层的步骤进一步包含：

生长第一P型氮化镓层；以及

生长第二P型氮化镓层，

其中所述第一P型氮化镓层和所述第二P型氮化镓层分别采用不同的载气来生长。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层采用氮气作为载气来生长，而所述第二P型氮化镓层采用氮气与氢气的混合气体作为载气来生长。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层是在820-920℃的温度条件下生长的，而所述第二P型氮化镓层是在850-950℃温度条件下生长的。

进一步地，其中，所述第一P型氮化镓层和所述第二P型氮化镓层是在相同温度条件以及相同压力条件下生长的。

与现有技术相比，本申请所述的P型LED外延结构、生长方法及LED显示装置，达到了如下效果：

上述技术方案可获得不同结晶质量的P-GaN，其增强了电子限制能力，增强空穴注入，减缓电子注入，同时抑制极化效应，扩展电流，缓解静电对GaN基LED的冲击，从而提高了外延片的抗静电能力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中P型LED外延结构的示意图。

图2为依据本申请实施例的P型LED外延结构的示意图。