[发明专利]一种降低驱动电压的外延片，生长方法及LED结构

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种降低驱动电压的外延片，生长方法及LED结构。 

背景技术

氮化镓基材料，包括InGaN、GaN、AlGaN合金，为直接带隙半导体，且带隙从1.8-6.2eV连续可调，具有宽直接带隙、强化学键、耐高温、抗腐蚀等优良性能，是生产短波长高亮度发光器件、紫外光探测器和高温高频微电子器件的理想材料，广泛应用于全彩大屏幕显示，LCD背光源、信号灯、照明等领域。图1示意了一种传统的LED结构，其结构从下至上依次为：基板，GaN缓冲层，U型GaN层，n型GaN层，MQW发光层，p型AlGaN层，高温p型GaN层。 

现有技术的这种LED结构的外延生长方法一般包括：在900～1000℃的的氢气气氛下高温处理蓝宝石衬底4～5分钟；降温至530～560℃下，在蓝宝石衬底上生长厚度为20～30nm的低温缓冲层GaN；升高温度到1100～1200℃下，持续生长厚度为4～5um的不掺杂GaN；然后首先生长厚度为4～5μm持续掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度8E+18～1E+19atom/cm³；周期性生长有发光层MQW，低温700～750℃生长掺杂In的厚度为2.5～3nm的In_xGa_(1-x)N层，x＝0.20-0.22，高温800～850℃生长厚度为11～12nm的GaN层.In_xGa _(1-x)N/GaN的周期数为14～15个；再升高温度到940～950℃持续生长厚度为30～50nm的P型AlGaN层，Al掺杂浓度为2E+20～3E+20atom/cm³，Mg掺杂浓度为3E+19～4E+19atom/cm³；再升高温度到1000～1100℃，持续生长厚度为150～200nm的掺镁的P型GaN层，Mg掺杂浓度1E+19～1E+20atom/cm³；最后降温至750～780℃，保温20～30min，接着炉内冷却。其显著缺点是：LED的驱动电压较高。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种降低驱动电压的外延片，其能够加强LED的电流扩展，降低LED的驱动电压。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

一种降低驱动电压的外延片，其结构从下至上依次为：基板，GaN缓冲层，U型GaN层，n型GaN层，MQW发光层，p型AlGaN层，高温p型GaN层，其特征在于： 

所述的U型GaN层的厚度为U型GaN层形成平整表面时的厚度； 

所述的n型GaN层包括：掺杂Si的第一GaN层，在所述的第一GaN层上是掺杂Si的第二GaN层。 

优选地，其中，所述的U型GaN层的厚度为1.5～1.6μm。 

优选地，其中，所述的第一GaN层还掺杂In。 

优选地，其中，所述的第二GaN层还掺杂In。 

一种降低驱动电压的外延片的生长方法，依次包括处理基板，GaN缓冲层的步骤，其特征在于，还包括： 

在所述的GaN缓冲层上生长U型GaN层，所述的U型GaN层的厚度为U型GaN层形成平整表面时的厚度； 

保持温度不变，在U型GaN层上生长掺杂Si的第一GaN层，然后，在所述的第一GaN层上生长掺杂Si的第二GaN层； 

在所述的第二GaN层上依次生长MQW发光层，p型AlGaN层，高温p型GaN层。 

优选地，其中，所述的第一GaN层掺杂Si的浓度为5E+18～6E+18atom/cm³； 

所述的第二GaN层掺杂Si的浓度为8E+18～1E+19atom/cm³。 

优选地，其中， 

所述的第一GaN层还掺杂In，掺杂浓度为1E+18～5E+18atom/cm³。 

优选地，其中， 

所述的第一GaN层还掺杂In，掺杂浓度为1E+18～5E+18atom/cm³。 

优选地，其中， 

所述的U型GaN层的生长温度在1100～1200℃，生长厚度为1.5～ 1.6μm； 

所述的第一GaN层的生长厚度为2.5～3.0μm； 

所述的第二GaN层的生长厚度为4～5μm。