[发明专利]发光二极管的外延片及其制作方法

说明书

技术领域

本申请涉及发光二极管芯片制造技术，更具体地，涉及一种发光二极管的外延片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光。LED作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在被迅速广泛地得到应用。如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、户外全彩显示屏等。尤其是在照明领域，大功率芯片是未来LED发展的趋势。

图1是为LED芯片的结构示意图。如图1所示，LED芯片具有蓝宝石衬底101，外延层102位于蓝宝石衬底101之上，电流扩展层103位于外延层102之上，电流扩展层103包括电流阻挡层(Current Blocking Layer，简称CBL)、透明导电(例如氧化铟锡(Indium Tin Oxides，简称ITO)层、金属电极、氧化硅保护层。在蓝宝石衬底101的下表面还可利用DBR或ODR技术形成分布式布拉格反射/全方位反射镜层104。其中外延层102的制作中由于掺杂浓度的原因，存在着大电流下电压上升幅度大的问题，从而使得大功率LED芯片存在着电压高、散热差、工作可靠性不强和难以耐大电流等方面的问题。目前业界大多通过封装设计方面的优化来解决大功率LED这些关键技术。但这样做不仅增加了成本，从一定程度上也缩短器件的使用寿命，降低了LED芯片本身的优势所在。

因此，需要一种新的LED外延片及其制作方法以解决上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种LED外延片及其制作方法以解决上述缺陷。

本发明提供一种发光二极管的外延片，其特征在于，包括：低温缓冲层GaN；UGaN层，位于所述低温缓冲层GaN之上；掺杂Si的N型GaN层，位于所述UGaN层之上；有源层，位于所述掺杂Si的N型GaN层之上，包括In_xGa_(1-x)N层和GaN层，其中x＝0.20～0.22；低温P型GaN层，位于所述有源层之上(低温P层，位于所述有源层之上)；电子阻挡层，位于所述低温P型GaN层之上；高温P型GaN层，位于所述电子阻挡层之上；以及P型接触层，位于所述高温P型GaN层之上；其中，所述UGaN层包括本征GaN层和位于所述本征GaN层之上的掺杂Si的掺杂UGaN层，所述掺杂UGaN层分为至少一段，每段的掺杂浓度不同。

在本发明的一实施例中，所述掺杂浓度是递增的，越靠近所述掺杂Si的N型GaN层的掺杂UGaN段的所述掺杂浓度越高。

在本发明的一实施例中，所述掺杂UGaN层分为1～5段，每段等厚度。

在本发明的一实施例中，所述本征GaN层的厚度为1.5～2um，是在温度为1000～1100℃，反应室压力为300～600torr的条件下生长的。

在本发明的一实施例中，所述掺杂UGaN层的总厚度为1～1.5um，其中最高掺杂浓度不超过所述掺杂Si的N型GaN层的掺杂浓度。

本发明提供一种发光二极管的外延片制作方法，其特征在于，包括：生长低温缓冲层GaN；在所述低温缓冲层GaN层之上生长UGaN层；在所述UGaN层之上生长掺杂Si的N型GaN层；在所述掺杂Si的N型GaN层之上生长有源层；在所述有源层之上生长低温P型GaN层；在所述低温P型GaN层之上生长电子阻挡层；在所述电子阻挡层之上生长高温P型GaN层；以及在所述高温P型GaN层之上生长P型接触层；其中，所述UGaN层包括本征GaN层和位于所述本征GaN层之上的掺杂Si的掺杂UGaN层，所述掺杂UGaN层分为至少一段，每段的掺杂浓度不同。

在本发明的一实施例中，所述掺杂浓度是递增的，越靠近所述掺杂Si的N型GaN层的掺杂UGaN段的所述掺杂浓度越高。

在本发明的一实施例中，所述掺杂UGaN层分为1～5段，每段等厚度。

在本发明的一实施例中，通过温度在1000～1100℃，反应室压力在300～600torr的条件下，生长厚度为1.5～2um的所述本征GaN层。

在本发明的一实施例中，再生长总厚度为1～1.5um的所述掺杂UGaN层，其中最高掺杂浓度不超过所述掺杂Si的N型GaN层的掺杂浓度。

本发明提出的LED外延片及其制作方法与现有的LED外延片及其制作方法相比，具有以下优点：