一种发光二极管外延片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片及其制作方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层，所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层和所述接触层依次层叠在所述衬底上，所述接触层包括依次层叠的P型欧姆接触层和N型欧姆接触层。本发明专利技术通过依次层叠P型欧姆接触层和N型欧姆接触层，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层形成PN结，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层变成空间电荷区，空间电荷区内存在可以横向移动的自由电荷，有利于通过电极注入接触层的电流在接触层内进行横向扩展，避免电流集中在电极与器件接触的地方而产生电流拥堵，减少器件的热效应。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管外延片及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管外延片及其制作方法。
技术介绍
发光二极管(英文：LightEmittingDiode，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，近年来在背景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。由于民用照明侧重于产品的省电节能和使用寿命，因此降低LED的串联电阻和提高LED的抗静电能力显得尤为关键。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、N型半导体层、有源层和P型半导体层，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。为了与电极形成良好的欧姆接触，P型半导体层上还设有接触层。接触层一般为P型或N型的高掺杂层，通过半导体表面重掺杂获得超薄势垒。超薄势垒对载流子无阻挡能力，载流子可以自由穿过势垒，形成很大的隧道电流，从而获得欧姆接触(不产生明显的附加阻挡，电流在接触层上产生的压降小于在器件本身上所产生的压降)。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：电极一般设置在接触层的部分区域上以尽量避免电极材料吸收有源层发出的光线。当电流通过电极注入接触层时，虽然接触层内电流的纵向扩展较强，但是接触层内电流的横向扩展受到局限，大部分电流会集中在电极与器件接触的地方，使得在电极与器件接触的地方容易产生电流拥堵，增加了器件的热效应。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片及其制作方法，能够解决现有技术接触层内电流的横向扩展受到局限，使得在电极与器件接触的地方容易产生电流拥堵的问题。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层，所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层和所述接触层依次层叠在所述衬底上，所述接触层包括依次层叠的P型欧姆接触层和N型欧姆接触层。可选地，所述N型欧姆接触层的厚度为5nm～20nm。可选地，所述N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度为1018cm-3～1020cm-3。可选地，所述P型欧姆接触层的厚度为5nm～100nm。可选地，所述P型欧姆接触层中P型掺杂剂的掺杂浓度为1021/cm3～1022/cm3。另一方面，本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片的制作方法，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长N型半导体层；在所述N型半导体层上生长有源层；在所述有源层上生长P型半导体层；在所述P型半导体层上生长接触层，所述接触层包括依次层叠的P型欧姆接触层和N型欧姆接触层。可选地，所述在所述P型半导体层上生长接触层，包括：在所述P型半导体层上生长P型欧姆接触层；采用氢氟酸缓冲腐蚀液对所述P型欧姆接触层的表面进行处理；在所述P型欧姆接触层处理后的表面上生长N型欧姆接触层。优选地，所述氢氟酸缓冲腐蚀液的处理时长为5min～30min。可选地，所述N型欧姆接触层的生长温度为1000℃～1200℃，所述N型欧姆接触层的生长压力为100torr～500torr。可选地，所述P型欧姆接触层的生长温度为850℃～1050℃，所述P型欧姆接触层的生长压力为100torr～300torr。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过依次层叠P型欧姆接触层和N型欧姆接触层，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层形成PN结，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层变成空间电荷区，空间电荷区内存在可以横向移动的自由电荷，有利于通过电极注入接触层的电流在接触层内进行横向扩展，避免电流集中在电极与器件接触的地方而产生电流拥堵，减少器件的热效应。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的接触层的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种发光二极管外延片的制作方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种发光二极管外延片，图1为本专利技术实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图，参见图1，该发光二极管外延片包括衬底10、N型半导体层20、有源层30、P型半导体层40和接触层50，N型半导体层20、有源层30、P型半导体层40和接触层50依次层叠在衬底10上。图2为本专利技术实施例提供的接触层的结构示意图，参见图2，在本实施例中，接触层50包括依次层叠的P型欧姆接触层51和N型欧姆接触层52。本专利技术实施例通过依次层叠P型欧姆接触层和N型欧姆接触层，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层形成PN结，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层变成空间电荷区，空间电荷区内存在可以横向移动的自由电荷，有利于通过电极注入接触层的电流在接触层内进行横向扩展，避免电流集中在电极与器件接触的地方而产生电流拥堵，减少器件的热效应。而且电流在接触层内的横向扩展增强，可以降低电极与器件的接触电阻，达到增强电流传输和扩展的目的。另外，接触层的电阻强烈依赖于掺杂浓度，掺杂浓度越高，电阻越低。但是接触层的掺杂浓度有限，因此单一的接触层对电流的纵向扩展影响有限，本专利技术实施例通过依次层叠P型欧姆接触层和N型欧姆接触层，P型欧姆接触层和N型欧姆接触层的接触面可以加强电流的纵向遂穿，进一步缓解电流的拥堵，减少器件的热效应。可选地，N型欧姆接触层52的厚度可以为5nm～20nm，优选为12nm。如果N型欧姆层的厚度小于5nm，则可能由于N型欧姆接触层较薄而无法与P型欧姆接触层配合形成PN结；如果N型欧姆接触层的厚度大于20nm，则可能由于N型欧姆接触层较厚而影响电流的纵向遂穿。可选地，N型欧姆接触层52中N型掺杂剂的掺杂浓度可以为1018cm-3～1020cm-3，优选为1019cm-3。如果N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度小于1018cm-3，则可能由于N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度较小而无法提供较多数量的自由电荷，进而影响电流在接触层内的横向扩展；如果N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度大于1020cm-3，则可能由于N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度较大而影响外延片整体的晶体质量，最终影响LED的发光效率。可选地，P型欧姆接触层51的厚度可以为5nm～100nm，优选50nm。如果P型欧姆层的厚度小于5nm，则可能由于P型欧姆接触层较薄而无法与N型欧姆接触层配合形成PN结；如果P型欧姆接触层的厚度大于100nm，则可能由于P型欧姆接触层较厚而影响电流的纵向遂穿。可选地，P型欧姆接触层51中P型掺杂剂的掺杂浓度可以为1021/cm3～1022/cm3，优选为5*1021cm-3。如果P型欧姆接触层中P型掺杂剂的掺杂浓度小于1018cm-3，则可能由于P型欧姆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层，所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层和所述接触层依次层叠在所述衬底上，其特征在于，所述接触层包括依次层叠的P型欧姆接触层和N型欧姆接触层。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层和接触层，所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层和所述接触层依次层叠在所述衬底上，其特征在于，所述接触层包括依次层叠的P型欧姆接触层和N型欧姆接触层。2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N型欧姆接触层的厚度为5nm～20nm。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N型欧姆接触层中N型掺杂剂的掺杂浓度为1018cm-3～1020cm-3。4.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P型欧姆接触层的厚度为5nm～100nm。5.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P型欧姆接触层中P型掺杂剂的掺杂浓度为1021/cm3～1022/cm3。6.一种发光二极管外延片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长N型半导体层；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛永晖，郭炳磊，王群，吕蒙普，胡加辉，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33