[发明专利]一种发光二极管的外延片及制备方法

说明书

本发明属于半导体器件制备技术领域，一种发光二极管的外延片及制备方法，外延片从下到上依次为蓝宝石衬底、AlN缓冲层、3D GaN层、超晶格缺陷屏蔽层、2D GaN层、Si掺杂GaN层、应力释放层、发光层和Mg掺杂GaN层；超晶格缺陷屏蔽层是生长在3D GaN上的周期性重复的Al_xGa_yN/GaN层，其厚度为50～250nm；通过在3D GaN层和2D GaN层之间插入一层超晶格缺陷屏蔽层，通过该层Al_xGa_yN/GaN界面张应力的变化，使3D GaN层生长时产生的缺陷的延伸方向发生侧向偏转，从而部分减少了缺陷往后面各层的延伸，提高了整个外延层的晶体质量，从而提高了外延片的抗静电能力。

技术领域

本发明属于半导体器件制备技术领域，涉及一种发光二极管的外延片的制备方法，该外延片具有较高的抗静电能力。

背景技术

发光二极管(LED)，具有光电转换效率高、体积小、使用寿命长、绿色环保等突出优点，在户外亮化与室内照明领域有着广阔的应用前景。影响LED芯片参数的最关键因素是外延片，因此，提升外延片的质量便成了各LED厂商的研究重点。

外延片的结构包括蓝宝石衬底、缓冲层、3D GaN层、2D GaN层、Si掺杂GaN层、应力释放层、发光层、Mg掺杂GaN层，各层之间界面的晶体质量，各层生长过程中的缺陷与杂质，都会影响整个外延片的晶体质量，进而影响外延片的抗静电能力。为了提升外延片的抗静电能力，通常引入具有使缺陷方向发生转移的外延层，以此提高整个外延片的晶体质量，从而增强外延片的抗静电能力。

发明内容

为了提高外延片的晶体质量，从而提升外延片抗静电能力，本发明提供了一种新的可以部分屏蔽外延层晶体缺陷的外延片生长方法。

本发明的技术方案：

一种发光二极管的外延片，所述的外延片从下到上依次为蓝宝石衬底、AlN缓冲层、3D GaN层、超晶格缺陷屏蔽层、2D GaN层、Si掺杂GaN层、应力释放层、发光层和Mg掺杂GaN层；所述的超晶格缺陷屏蔽层是生长在3D GaN上的周期性重复的Al_xGa_yN/GaN层，其厚度为50～250nm；Al_xGa_yN/GaN层的周期重复数为5～20，Al_xGa_yN/GaN层中的Al_xGa_yN单层的厚度为2～5nm，Al_xGa_yN/GaN层中的GaN单层的厚度为5～8nm；

所述的Al_xGa_yN/GaN层的Al_xGa_yN层的Al组分x的值为0.1或在0.05～0.2；GaN层的厚度固定的或沿着生长方向厚度逐渐变厚。

一种发光二极管的外延片的制备方法，步骤如下：

提供一种蓝宝石衬底；

在蓝宝石衬底上用物理气相沉积法长一层厚度为20nm的AlN缓冲层；

在所述缓冲层上生长3D GaN层；

在所述3D GaN层上生长超晶格缺陷屏蔽层；

在所述超晶格缺陷屏蔽层上生长2D GaN层；

在所述2D GaN层上生长Si掺杂GaN层；

在所述Si掺杂GaN层上生长应力释放层；

在所述应力释放层上生长发光层；

在发光层上生长Mg掺杂GaN层，