[发明专利]一种发光二极管的外延片及其制作方法有效
| 申请号： | 201611179282.1 | 申请日： | 2016-12-19 |
| 公开（公告）号： | CN106711299B | 公开（公告）日： | 2019-08-02 |
| 发明（设计）人： | 吉亚莉;万林;胡加辉 | 申请（专利权）人： | 华灿光电（浙江）有限公司 |
| 主分类号： | H01L33/10 | 分类号： | H01L33/10;H01L33/22;H01L33/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 | 代理人： | 徐立 |
| 地址： | 322000 浙江省金华市义*** | 国省代码： | 浙江;33 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 插入层 外延片 超晶格结构 电子阻挡层 发光二极管 蓝宝石 交替层叠 衬底 半导体技术领域 未掺杂GaN层 半导体表面 多量子阱层 全反射定律 外量子效率 出光效率 粗糙表面 改变方向 空气界面 依次层叠 成核层 缓冲层 全反射 散射 透射 制作 粗糙 | ||
本发明公开了一种发光二极管的外延片及其制作方法，属于半导体技术领域。所述外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层、插入层、P型层，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。本发明通过在电子阻挡层和P型层之间设置插入层，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构，MgN层对P型层进行表面处理，获得粗糙表面，使光在粗糙的半导体表面和空气界面发生散射，满足全反射定律的光改变方向，破坏光线在LED内部的全反射，提升出光效率，进而增加透射的机会，提高光的外量子效率。
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别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(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保和坚固耐用等优点，近年来在交通指示、户内和户外全色显示、照明等领域有着广泛的应用。
LED的核心组件是芯片，芯片包括外延片和设于外延片上的电极。GaN基LED外延片一般包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层和P型层。N型层的电子和P型层的空穴注入多量子阱层复合发光。
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：
GaN的折射率和空气的折射率相差很大，多量子阱层发出的光大部分光都被限制在GaN内，LED的外量子效率较低。虽然LED的内量子效率目前已达到80％以上，但是产业化的LED发光效率只有150lm/W左右。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制作方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层、P型层，所述外延片还包括层叠在所述电子阻挡层和所述P型层之间的插入层，所述插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。
可选地，所述插入层的厚度大于所述P型层的厚度。
可选地，所述插入层的厚度小于100nm。
可选地，所述插入层中P型掺杂剂的掺杂浓度大于所述P型层中P型掺杂剂的浓度。
可选地，各层所述P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐层增多。
可选地，各层所述P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐层减少。
另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的制作方法，所述制作方法包括：
在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层、插入层、P型层；
其中，所述插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。
可选地，所述插入层的生长温度低于所述P型层的生长温度。
可选地，所述P型掺杂的GaN层的生长压力为100～900torr。
可选地，所述MgN层的生长压力为300～900torr。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于华灿光电（浙江）有限公司，未经华灿光电（浙江）有限公司许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201611179282.1/2.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
