[发明专利]一种发光二极管外延片及其制造方法有效
申请号: | 201710520204.1 | 申请日: | 2017-06-30 |
公开(公告)号: | CN107195737B | 公开(公告)日: | 2019-08-02 |
发明(设计)人: | 金雅馨;万林;胡加辉 | 申请(专利权)人: | 华灿光电(苏州)有限公司 |
主分类号: | H01L33/00 | 分类号: | H01L33/00;H01L33/06;H01L33/32 |
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: | 215600 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 发光二极管 外延 及其 制造 方法 | ||
本发明公开了一种发光二极管外延片及其制造方法,属于半导体技术领域。发光二极管外延片包括蓝宝石衬底、缓冲层、成核层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型氮化镓层和改善层,改善层插入在N型氮化镓层中,改善层包括依次层叠的多个子层,每个子层包括依次层叠的AlxGa1‑xN层、SiN层和InyGa1‑yN层,0<x≤1,0<y≤1。本发明通过在N型氮化镓层中插入AlxGa1‑xN层、SiN层和InyGa1‑yN层组成的超晶格结构,插入的超晶格结构能够有效抑制蓝宝石衬底与氮化镓材料之间晶格失配产生的缺陷延伸至多量子阱层,降低位错密度,释放应力,改善外延片的晶体质量,提高LED的发光效率。
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外延片及其制造方法。
背景技术
发光二极管(英文:Light Emitting Diode,简称:LED)是一种能发光的半导体电子元件,具有体积小、使用寿命长、能耗低的特点,广泛应用于指示灯、显示屏、照明等技术领域。芯片是LED最重要的组成部分,外延片是芯片制造的原材料。
现有的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、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层。
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:
蓝宝石衬底与氮化镓材料之间存在晶格失配,未掺杂氮化镓层等在蓝宝石衬底上形成时会产生大量的应力和缺陷,导致外延片的晶体质量较差,影响LED的发光效率。
发明内容
为了解决现有技术影响多量子阱层发光波长的均匀性的问题,本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制造方法。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外延片,所述发光二极管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、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层,所述发光二极管外延片还包括改善层,所述改善层插入在所述N型氮化镓层中,所述改善层包括依次层叠的多个子层,每个所述子层包括依次层叠的AlxGa1-xN层、SiN层和InyGa1-yN层,0<x≤1,0<y≤1。
可选地,所述SiN层中Si的掺杂浓度沿所述发光二极管外延片的层叠方向保持不变,且所述SiN层中Si的掺杂浓度小于所述N型氮化镓层中N型掺杂剂的掺杂浓度。
可选地,所述AlxGa1-xN层中掺有Si,所述AlxGa1-xN层中Si的掺杂浓度沿所述发光二极管外延片的层叠方向逐渐增多,且所述AlxGa1-xN层中Si的掺杂浓度的最大值等于所述SiN层中Si的掺杂浓度。
可选地,所述InyGa1-yN层中掺有Si,所述InyGa1-yN层中Si的掺杂浓度沿所述发光二极管外延片的层叠方向逐渐减少,且所述InyGa1-yN层中Si的掺杂浓度的最大值等于所述SiN层中Si的掺杂浓度。
可选地,所述子层的数量为10个~30个。
可选地,所述改善层的厚度为20nm~50nm。
另一方面,本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法,所述制造方法包括:
提供一衬底;
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