[发明专利]一种发光二极管外延片及其制作方法

说明书

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

GaN(氮化镓)是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，其优异的高热导率、耐高温、耐酸碱、高硬度等特性，使其被广泛地被用于蓝、绿、紫外发光二极管。GaN基发光二极管的核心组件是芯片，芯片包括外延片和设于外延片上的电极。 

GaN基发光二极管外延片一般包括衬底、以及在衬底上依次向上生长的缓冲层、未掺杂的GaN层、n型层、多量子阱层和p型层。由于n型层的电子迁移率比较高，容易引起电子溢流，为了降低电子溢流现象，现有技术中一般是在多量子阱层和p型层之间设置一层厚度为100～800nm的高温AlGaN电子阻挡层。 

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： 

电子阻挡层在降低电子溢流现象的同时，也使得空穴跃迁到多量子阱层的难度增大，影响了空穴的注入效率，并且其高温的生长条件会损害多量子阱层的活性，降低外延片的发光效率。 

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及其制作方法。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，所述外延片包括衬底、以及在所述衬底上向上生长的成核层、未掺杂的GaN层、n型层、多量子阱层、电子阻挡层和p型层，所述电子阻挡层的厚度为50～150nm，所述外延片还包括第一p型GaN层和生长在所述第一p型GaN层上的第二p型GaN层， 所述第一p型GaN层和所述第二p型GaN层位于所述多量子阱层和所述电子阻挡层之间，所述第一p型GaN层的生长温度为600～800℃、生长压力为400～800Torr，所述第二p型GaN层的生长温度为800～1000℃、生长压力为50～500Torr。 

优选地，所述第一p型GaN层和所述第二p型GaN层的厚度均为10～50nm。 

进一步地，所述外延片还包括生长在所述第一p型GaN层上的厚度为1～30nm的插入层，所述插入层为周期结构，每个周期包括InGaN层和AlInGaN层，所述插入层各周期结构中的AlInGaN层的Al的组分含量是电子阻挡层的Al的组分含量的1.1～1.5倍。 

更进一步地，所述外延片包括n个第一p型GaN层和n个与所述第一p型GaN层交替生长的所述插入层，其中，1≤n≤50。 

具体地，所述n个第一p型GaN层和所述n个插入层的总厚度为11～80nm 

具体地，所述插入层的生长温度为600～1000℃，生长压力为50～800Torr。 

另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管外延片的制作方法，所述方法包括： 

提供一衬底； 

在所述衬底上依次生长成核层、未掺杂的GaN层、n型层和多量子阱层； 

在温度为600～800℃、压力为400～800Torr的环境下，在所述多量子阱层上生长第一p型GaN层； 

在温度为800～1000℃、压力为50～500Torr的环境下，在所述第一p型GaN层上生长第二p型GaN层； 

在所述第二p型GaN层上生长所述厚度为50～150nm的电子阻挡层； 

在所述电子阻挡层上生长p型层。 

进一步地，在所述第一p型GaN层上生长第二p型GaN层之前，所述方法还包括： 

在所述第一p型GaN层上生长厚度为1～30nm的插入层，所述插入层为周期结构，每一周期包括InGaN层和AlInGaN层，且所述插入层各周期结构中的AlInGaN层的Al的组分含量是电子阻挡层的Al的组分含量的1.1～1.5倍； 

在所述插入层上生长所述第二p型GaN层。 

更进一步地，所述在所述多量子阱层上生长第一p型GaN层，在所述第一 p型GaN层上生长插入层，具体包括： 

在所述多量子阱层上生长n个第一p型GaN层和n个插入层，所述n个第一p型GaN层和n个插入层相互交替生长，其中，1≤n≤50。 

具体地，在温度为600～1000℃、压力为50～800Torr的环境下，在所述第一p型GaN层上生长插入层。 

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：