一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片技术

本发明专利技术提供一种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。本发明专利技术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。高芯片的抗静电能力。高芯片的抗静电能力。

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片


[0001]本专利技术涉及LED
，特别涉及一种LED外延片、外延生长方法及LED芯片。

技术介绍

[0002]发光二极管(LightEmittingDiode，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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种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。
[0006]根据本专利技术实施例当中的一种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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]根据本专利技术实施例当中的一种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：生长n型电流扩展层时，控制第一子层和第二子层交替生长，其中，在生长第一子层时，控制Si组分的通入量为第一通入量，当生长第二子层时，控制Si组分的通入量由所述第一通入量减少至第二通入量；生长p型电流扩展层时，控制第三子层和第四子层交替生长，其中，在生长第三子层时，控制Mg组分的通入量为第三通入量，当生长第四子层时，控制Mg组分的通入量由所述第三通入量增加至第四通入量。
[0012]优选地，所述外延生长方法还包括：提供一生长所需的衬底；在所述衬底上依次外延生长腐蚀截止层、第一欧姆接触层、所述n型电流扩展层、n型限制层、多量子阱层、p型限制层、过渡层、所述p型电流扩展层以及第二欧姆接触层。
[0013]优选地，所述第一子层中掺杂Si的浓度为5E18atoms/cm3~2E19atoms/cm3，所述第二子层中掺杂Si的浓度为9E17atoms/cm3~5E18atoms/cm3，所述第三子层中掺杂Mg的浓度为9E17atoms/cm3~6E18atoms/cm3，所述第四子层中掺杂Mg的浓度为6E18atoms/cm3~6E19atoms/cm3。
[0014]优选地，所述n型电流扩展层和所述p型电流扩展层的生长压力为50mbar，所述n型电流扩展层的生长温度为720℃~760℃，所述p型电流扩展层的生长温度为770℃~810℃。
[0015]根据本专利技术实施例当中的一种LED芯片，包括上述的LED外延片。
[0016]与现有技术相比：通过在n型电流扩展层设置第一子层和第二子层，在p型电流扩展层设置第三子层和第四子层，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，由于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，且第一子层中掺杂Si的浓度高于第二子层中掺杂Si的浓度，又由于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，且第三子层中掺杂Mg的浓度低于第四子层中掺杂Mg的浓度，在电流扩展层中采用这种高低掺杂浓度的方式，便于更精确的控制掺杂浓度，提高芯片的抗静电能力。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例一当中的LED外延片的结构示意图；图2为本专利技术实施例一中的n型电流扩展层的结构示意图；图3为本专利技术实施例一中的p型电流扩展层的结构示意图；图4为本专利技术实施例二当中的LED外延片的外延生长方法的流程图。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所
描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0019]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0021]实施例一请参阅图1、图2和图3，图1为本专利技术实施例一中的LED外延片的结构示意图，图2为本专利技术实施例一中的n型电流扩展层的结构示意图，图3为本专利技术实施例一中的p型电流扩展层的结构示意图，其中，LED外延片包括砷化镓衬底10、以及在砷化镓衬底10上依次外延生长的腐蚀截止层20、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED外延片，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的LED外延片，其特征在于，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。5.根据权利要求1所述的LED外延片，其特征在于，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。6.一种LED外延片的外延生长方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建建，牛群磊，纪东，曹敏，姜湃，孙彬耀，陈铭胜，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：