一种LED外延片和半导体器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LED外延片和半导体器件，在第一N型半导体层和第二N型半导体层之间嵌入有N型电子阻挡层，且N型电子阻挡层为N型AlInGaN/GaN层，由于N型AlInGaN/GaN层中AlInGaN和GaN晶格失配较小，通过应力调制，减小了量子阱区域的极化电场，进而能够降低效率骤降带来的不利影响，同时还增加了LED外延片侧向电流扩展能力，使得半导体器件具有良好的电流扩展能力。以及，本实用新型专利技术通过的LED外延片移除了P型电子阻挡层，进而能够增加空穴注入，并缓解了载流子在量子阱中的不均匀分布，使多量子阱有源层发光更加均匀，提高了LED外延片的发光效率，且提高了半导体器件的性能。

A kind of LED epitaxial chip and semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延片和半导体器件
本技术涉及半导体发光
，更为具体地说，涉及一种LED(LightEmittingDiode，发光二极管)外延片和半导体器件。
技术介绍
近来年，III-V族氮化物，由于其优异的物理及化学特性(禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等)，从而广泛应用于电子、光学领域。其中，以GaN基为主要材料的蓝绿光发光二极管，更是在照明、显示、数码方面有着长足的发展。然而随着目前Micro/MinLED的发展，芯片尺寸的不断缩小，不可避免的带来其他问题，比如相同电流注入下，小尺寸芯片带来电流密度的增大，电子泄漏严重等，同时由于采用P型电子阻挡层，也阻碍了空穴的进一步传输，导致效率骤降明显
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种LED外延片和半导体器件，有效解决现有技术存在的问题，提高了半导体器件的性能。为实现上述目的，本技术提供的技术方案如下：一种LED外延片，包括：第一N型半导体层；位于所述第一N型半导体层一侧的N型电子阻挡层，所述N型电子阻挡层为预设生长周期的N型AlInGaN/GaN层；位于所述N型电子阻挡层背离所述第一N型半导体层一侧的第二N型半导体层；位于所述第二N型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的多量子阱有源层；位于所述多量子阱有源层背离所述第一N型半导体层一侧的P型半导体层；以及，位于所述P型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的P型接触层。可选的，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分固定。可选的，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分随着周期增加呈先增大后减小的趋势。可选的，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分随着周期增加呈先减小后增大的趋势。可选的，所述预设生长周期为5-20，包括端点值。可选的，N型AlInGaN/GaN层中AlInGaN层的厚度范围为1nm-3nm，包括端点值。可选的，N型AlInGaN/GaN层中GaN层的厚度范围为1nm-3nm，包括端点值。相应的，本技术还提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括上述的LED外延片。可选的，所述半导体器件为LED芯片，其中，所述第一N型半导体层朝向所述N型电子阻挡层一侧表面划分有第一区域和第二区域，且所述N型电子阻挡层、第二N型半导体层、多量子阱有源层、P型半导体层和P型接触层均位于所述第一区域处；所述LED芯片还包括：位于所述第一N型半导体层背离所述N型电子阻挡层一侧的衬底；以及，位于所述P型接触层背离所述衬底一侧的P型电极，及位于所述第一N型半导体层背离所述衬底一侧的第二区域处的N型电极。可选的，所述LED芯片还包括位于所述衬底与所述第一N型半导体层之间的缓冲层。相较于现有技术，本技术提供的技术方案至少具有以下优点：本技术提供了一种LED外延片和半导体器件，LED外延片包括有第一N型半导体层；位于所述第一N型半导体层一侧的N型电子阻挡层，所述N型电子阻挡层为预设生长周期的N型AlInGaN/GaN层；位于所述N型电子阻挡层背离所述第一N型半导体层一侧的第二N型半导体层；位于所述第二N型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的多量子阱有源层；位于所述多量子阱有源层背离所述第一N型半导体层一侧的P型半导体层；以及，位于所述P型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的P型接触层。由上述内容可知，本技术提供的技术方案，在第一N型半导体层和第二N型半导体层之间嵌入有N型电子阻挡层，且N型电子阻挡层为N型AlInGaN/GaN层，由于N型AlInGaN/GaN层中AlInGaN和GaN晶格失配较小，通过应力调制，减小了量子阱区域的极化电场，进而能够降低效率骤降带来的不利影响，同时还增加了LED外延片侧向电流扩展能力，使得半导体器件具有良好的电流扩展能力。以及，本技术通过的LED外延片移除了P型电子阻挡层，进而能够增加空穴注入，并缓解了载流子在量子阱中的不均匀分布，使多量子阱有源层发光更加均匀，提高了LED外延片的发光效率，且提高了半导体器件的性能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种LED外延片的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种LED外延片的制作方法的流程图；图3a-图3f为图2中各步骤相应的结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种LED芯片的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。正如
技术介绍
所述，近来年，III-V族氮化物，由于其优异的物理及化学特性(禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等)，从而广泛应用于电子、光学领域。其中，以GaN基为主要材料的蓝绿光发光二极管，更是在照明、显示、数码方面有着长足的发展。然而随着目前Micro/MinLED的发展，芯片尺寸的不断缩小，不可避免的带来其他问题，比如相同电流注入下，小尺寸芯片带来电流密度的增大，电子泄漏严重等，同时由于采用P型电子阻挡层，也阻碍了空穴的进一步传输，导致效率骤降明显基于此，本申请实施例提供了一种LED外延片及其制作方法和半导体器件，有效解决现有技术存在的问题，提高了半导体器件的性能。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图4对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。参考图1所示，为本申请实施例提供的一种LED外延片的结构示意图，其中，LED外延片包括：第一N型半导体层100；位于所述第一N型半导体层100一侧的N型电子阻挡层200，所述N型电子阻挡层200为预设生长周期的N型AlInGaN/GaN层；位于所述N型电子阻挡层200背离所述第一N型半导体层100一侧的第二N型半导体层300；位于所述第二N型半导体层300背离所述第一N型半导体层100一侧的多量子阱有源层400；位于所述多量子阱有源层400背离所述第一N型半导体层100一侧的P型半导体层500；以及，位于所述P型半导体层500背离所述第一N型半导体层100一侧的P型接触层600。可以理解的，本申请实施例提供的技术方案，在第一N型半导体层和第二N型半导体层之间嵌入有N型电子阻挡层，且N型电子阻挡层为N型AlInGaN/GaN层，由于N型AlInGaN/GaN层中AlInGaN和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED外延片，其特征在于，包括：/n第一N型半导体层；/n位于所述第一N型半导体层一侧的N型电子阻挡层，所述N型电子阻挡层为预设生长周期的N型AlInGaN/GaN层；/n位于所述N型电子阻挡层背离所述第一N型半导体层一侧的第二N型半导体层；/n位于所述第二N型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的多量子阱有源层；/n位于所述多量子阱有源层背离所述第一N型半导体层一侧的P型半导体层；/n以及，位于所述P型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的P型接触层。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED外延片，其特征在于，包括：
第一N型半导体层；
位于所述第一N型半导体层一侧的N型电子阻挡层，所述N型电子阻挡层为预设生长周期的N型AlInGaN/GaN层；
位于所述N型电子阻挡层背离所述第一N型半导体层一侧的第二N型半导体层；
位于所述第二N型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的多量子阱有源层；
位于所述多量子阱有源层背离所述第一N型半导体层一侧的P型半导体层；
以及，位于所述P型半导体层背离所述第一N型半导体层一侧的P型接触层。


2.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分固定。


3.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分随着周期增加呈先增大后减小的趋势。


4.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述N型AlInGaN/GaN层中Al组分随着周期增加呈先减小后增大的趋势。


5.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，所述预设生长周期为5-20，包括端点值。

【专利技术属性】
技术研发人员：万志，卓祥景，尧刚，程伟，林志伟，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35