[发明专利]一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片

说明书

本发明提供一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片，LED外延片包括n型电流扩展层和p型电流扩展层，n型电流扩展层是由第一子层和第二子层交替生长而成的周期性结构，p型电流扩展层由第三子层和第四子层交替生长而成的周期性结构，其中，n型电流扩展层为掺杂Si的磷化铝镓铟层，p型电流扩展层为掺杂Mg的磷化镓层，第一子层中掺杂Si的浓度高于第二子层中掺杂Si的浓度，第三子层中掺杂Mg的浓度低于第四子层中掺杂Mg的浓度。本发明旨在解决现有技术中，电流扩展层恒定掺杂，导致芯片抗静电能力差的问题，而在电流扩展层中采用高低掺杂浓度的方式，便于更精确的控制掺杂浓度，可有效提高芯片的抗静电能力。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件，由于其体积小、亮度高、能耗低等特点，吸引了越来越多研究者的注意。其中，四元系AlGaInP是一种具有宽带隙的化合物半导体材料，此材料发光波段可以覆盖可见光的红光到黄绿光波段，由其制成的可见光高亮度发光二极管受到广泛关注。

四元系AIGaInP高亮度发光二极管己大量应用于户外显示、交通灯、汽车用灯、指示等许多方面。为了满足不断变化的需求，进一步改进和提高器件的性能，因此需对此材料体系进行深入研究，设计具有更高性能的材料结构和器件工艺。

对于红黄光LED外延结构衬底是砷化镓，外延层是AlGaInP的四元系化合物，其电压和抗静电主要由掺杂浓度决定，特别是电流扩展层的掺杂浓度，如果掺杂控制不得当，就会造成电压高，抗静电差，亮度低等问题，传统的在电流扩展层的掺杂方式为恒定浓度的掺杂，这种掺杂方式很难达到预期的结果。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片，旨在解决现有技术中，电流扩展层恒定掺杂，导致芯片抗静电能力差的问题。

根据本发明实施例当中的一种LED外延片，包括电流扩展层，所述电流扩展层包括n型电流扩展层和p型电流扩展层，所述n型电流扩展层是由第一子层和第二子层交替生长而成的周期性结构，所述p型电流扩展层由第三子层和第四子层交替生长而成的周期性结构；

其中，所述n型电流扩展层为掺杂Si的磷化铝镓铟层，所述p型电流扩展层为掺杂Mg的磷化镓层，所述第一子层中掺杂所述Si的浓度高于所述第二子层中掺杂所述Si的浓度，所述第三子层中掺杂所述Mg的浓度低于所述第四子层中掺杂所述Mg的浓度。

优选地，所述LED外延片还包括衬底、腐蚀截止层、第一欧姆接触层、n型限制层、多量子阱层、p型限制层、过渡层以及第二欧姆接触层；

所述腐蚀截止层、所述第一欧姆接触层、所述n型电流扩展层、所述n型限制层、所述多量子阱层、所述p型限制层、所述过渡层、所述p型电流扩展层以及所述第二欧姆接触层依次外延生长在所述衬底上。

优选地，所述n型电流扩展层的厚度为3μm~6μm，所述p型电流扩展层的厚度为4μm~8μm。

优选地，所述腐蚀截止层的厚度为0.2μm~1μm，所述第一欧姆接触层的厚度为0.2μm~1μm，所述n型限制层的厚度为0.3μm~1.5μm，所述多量子阱层的厚度为50nm~80nm，所述p型限制层的厚度为1μm~2μm，所述过渡层的厚度为45nm~60nm，所述第二欧姆接触层的厚度为90nm~150nm。

优选地，所述第一子层的厚度与所述第二子层的厚度的比值范围为4:1~7:1，所述第四子层的厚度与所述第三子层的厚度的比值范围为5:1~7:1。

根据本发明实施例当中的一种LED外延片的外延生长方法，用于制备上述的LED外延片，所述外延生长方法包括：