[发明专利]一种发光二极管外延片的制备方法及其发光二极管外延片

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片的制备方法及其发光二极管外延片，属于半导体技术领域。制备方法包括：采用化学气相沉积技术在衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层；对所述接触层的表面进行质子辐射，降低所述接触层的电阻率。本发明通过对接触层的表面进行质子辐射，改变接触层晶体的微观结构，影响接触层内缺陷的形态和数量，降低接触层的电阻率，可以提高接触层的载流子迁移率，有利于P型半导体层的空穴迁移到有源层中，提高有源层中的空穴数量，进而增加有源层中电子的空穴的辐射复合发光，最终改善LED的发光效率。而且接触层的电阻率降低，还可以降低外延片的串联电阻，最终降低LED的正向电压。

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的制备方法及其发光二极管外延片。

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。LED因具有节能环保、可靠性高、使用寿命长等优点而受到广泛的关注，近年来在背光源和显示屏领域大放异彩，并且开始向民用照明市场进军。对于民用照明来说，光效和使用寿命是主要的衡量标准，因此增加LED的发光效率和提高LED的抗静电能力对于LED的广泛应用显得尤为关键。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴，N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，有源层用于进行电子和空穴的辐射复合发光，衬底用于为外延材料提供生长表面；衬底的材料通常选择蓝宝石，N型半导体层等的材料通常选择氮化镓，蓝宝石和氮化镓为异质材料，两者之间存在较大的晶格失配，缓冲层用于缓解衬底和N型半导体层之间的晶格失配。另外，为了实现与芯片工艺中的电极之间形成良好的欧姆接触，通常会在P型半导体层上设置重掺杂的接触层。

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：

蓝宝石和氮化镓之间晶格失配产生的应力和缺陷会随着外延生长而延伸到接触层，加上接触层为重掺杂，因此接触层中的缺陷浓度很高，高浓度的缺陷会束缚载流子的迁移，造成LED的发光效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法及其发光二极管外延片，能够解决现有技术接触层内高浓度的缺陷会束缚载流子的迁移、造成LED的发光效率较低的问题。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的制备方法，所述制备方法包括：

采用化学气相沉积技术在衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层；

对所述接触层的表面进行质子辐射，降低所述接触层的电阻率。

可选地，质子辐射的辐射剂量为10¹⁵ions/cm²～10¹⁸ions/cm²。

可选地，质子辐射的辐射能量为4.5MeV～6MeV。

可选地，质子辐射时所述接触层所处环境的压力为10^-4Torr～10^-2Torr。

可选地，质子辐射时所述接触层所处环境的温度为20℃～80℃。

可选地，所述对所述接触层的表面进行质子辐射，降低所述接触层的电阻率，包括：

利用质子加速器提供的质子流轰击所述接触层的表面。

优选地，所述质子束的电流强度为150nA～250nA。

优选地，所述质子束的直径为2.5cm～5.5cm。