[发明专利]一种发光二极管外延片制备方法及外延片

说明书

本发明公开一种发光二极管外延片制备方法及外延片，在制备应力释放层时，通过增大氨气的比例，降低逆反应和副反应产生的碳杂质含量，进而降低了碳杂质对电子和空穴复合的干扰，提高了所制备得到的外延片亮度。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种发光二极管外延片制备方法及外延片。

背景技术

LED(发光二极管)芯片是一种能发光的半导体电子元件，具有体积小、亮度高、能耗小等特点，被广泛应用于照明等领域。LED芯片由LED外延片裂片得到。LED外延片包括衬底及在衬底上生长的外延层。

目前，外延层一般包括缓冲层、三维生长的GaN层、不掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型掺杂的GaN层，而衬底一般采用蓝宝石、硅或碳化硅等材料，采用这种材料作为衬底生长出来的GaN结构层一般会具有较大的应力，会影响多量子阱层的质量；目前有通过多量子阱层之前设置应力释放层来减小应力，应力释放层为InGaN/GaN交替结构；但是应力释放层设置在n型掺杂的GaN层上，会对电子和空穴的复合机率造成影响，并进一步降低了外延片的亮度。

因此，如何降低应力释放层对电子和空穴复合机率的影响，并提高外延片亮度，成为了现有技术中亟需改进的问题。

发明内容

本申请旨在提供一种发光二极管外延片制备方法及外延片，以解决如何降低应力释放层对电子和空穴复合机率的影响，并提高外延片亮度的问题。

而本申请为解决上述技术问题所采用的方案为：

第一方面，本申请提供一种发光二极管外延片制备方法，至少包括衬底和叠层结构，所述叠层结构至少包括自下而上的GaN层、应力释放层和多量子阱层，制备应力释放层包括以下步骤：

加入氨气、第一载气和第一MO源，制备第一子层；

加入氨气、第二载气和第二MO源，在第一子层上制备第二子层；

重复上述步骤得到具有多个第一子层和多个第二子层多层交替的应力释放层，其中，每个所述第一子层和每个所述第二子层交替设置；在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比至少为50％。

在本申请的部分实施例中，在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比最多为70％。

在本申请的部分实施例中，所述第一载气包括N₂气体，所述第一MO源包括高纯镓金属有机化合物和高纯铟金属有机化合物。

在本申请的部分实施例中，所述第二载气包括N₂和H₂气体，所述第二MO源包括高纯镓金属有机化合物。

在本申请的部分实施例中，第一子层和第二子层的重复制备次数为3-8次。

在本申请的部分实施例中，在制备应力释放层之前制备的GaN层为n型掺杂的GaN层，且叠层结构包括自下而上依次设置在衬底上的缓冲层、三维生长的GaN层和不掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型掺杂的GaN层。

在本申请的部分实施例中，所述多量子阱层为InGaN层和GaN层交替生长的周期性结构。

在本申请的部分实施例中，所述电子阻挡层为AlGaN层和GaN层交替生长的周期性结构。

在本申请的部分实施例中，在生长所述应力释放层的步骤中，生长温度为800-900℃，生长压强为150-300torr。

第二方面，本申请还提供一种发光二极管外延片，采用上述的制备方法制备的发光二极管外延片。