[发明专利]一种发光二极管外延片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制作方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管外延片包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、低温P型半导体层、电子阻挡层、高温P型半导体层、接触层，所述低温P型半导体层包括多个第一子层和多个第二子层，所述多个第一子层和所述多个第二子层交替层叠设置，每个所述第一子层为P型掺杂的铝镓氮层，每个所述第二子层为P型掺杂的氮化镓层。本发明通过铝镓氮层的势能较高，防止电子溢流，同时铝镓氮层和氮化镓层之间有利于形成二维电子气，可以促进空穴的扩展，提高空穴的注入效率，最终提高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作方法。

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。以氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体材料形成的LED，是一种高效、绿色、环保的新型固态照明光源，具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、使用功耗低等优点，在照明、户外显示、手机背光源、功率器件等领域得到了广泛的应用。

现有GaN基LED外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、低温P型氮化镓层、电子阻挡层、高温P型氮化镓层、接触层。当电流注入GaN基LED外延片中时，N型氮化镓层提供的电子和高温P型氮化镓层提供的空穴在电流的驱动下，向多量子阱层迁移，并在多量子阱层中进行辐射复合，进而发光。

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：

由于电子的迁移率和迁移速度均优于空穴，因此部分电子可能会直接跃过多量子阱层，注入高温P型氮化镓层中与空穴发生非辐射复合，发生电子溢流的现象，降低LED的发光效率。电子阻挡层具有较高的势垒，可以阻挡电子跃迁到高温P型氮化镓层，如果通过提高电子阻挡层的势垒完全杜绝电子溢流现象的发生，则电子阻挡层可能同时也会对高温P型氮化镓层提供的空穴跃迁到多量子阱层造成阻挡，影响空穴的注入效率，进而降低LED的发光效率。

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外延片。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衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、低温P型半导体层、电子阻挡层、高温P型半导体层、接触层，所述低温P型半导体层包括多个第一子层和多个第二子层，所述多个第一子层和所述多个第二子层交替层叠设置，每个所述第一子层为P型掺杂的铝镓氮层，每个所述第二子层为P型掺杂的氮化镓层。

可选地，每个所述第一子层的厚度小于各个所述第二子层的厚度。

优选地，每个所述第一子层的厚度为10nm～15nm，每个所述第二子层的厚度为15nm～30nm。

可选地，每个所述第一子层为Al_xGa_1-xN层，0.01≤x≤0.05。

可选地，每个所述第一子层中铝组分的含量先逐渐增大再逐渐减小。

可选地，所述多个第一子层和所述多个第二子层的数量均为n，6＜n≤10且n为整数。

可选地，所述低温P型半导体层的厚度小于所述电子阻挡层的厚度。

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作方法，所述制作方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、低温P型半导体层、电子阻挡层、高温P型半导体层、接触层；