一种发光二极管外延片制备方法及外延片技术

本发明专利技术公开一种发光二极管外延片制备方法及外延片，在制备应力释放层时，通过增大氨气的比例，降低逆反应和副反应产生的碳杂质含量，进而降低了碳杂质对电子和空穴复合的干扰，提高了所制备得到的外延片亮度。提高了所制备得到的外延片亮度。提高了所制备得到的外延片亮度。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管外延片制备方法及外延片


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种发光二极管外延片制备方法及外延片。

技术介绍

[0002]LED(发光二极管)芯片是一种能发光的半导体电子元件，具有体积小、亮度高、能耗小等特点，被广泛应用于照明等领域。LED芯片由LED外延片裂片得到。LED外延片包括衬底及在衬底上生长的外延层。
[0003]目前，外延层一般包括缓冲层、三维生长的GaN层、不掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型掺杂的GaN层，而衬底一般采用蓝宝石、硅或碳化硅等材料，采用这种材料作为衬底生长出来的GaN结构层一般会具有较大的应力，会影响多量子阱层的质量；目前有通过多量子阱层之前设置应力释放层来减小应力，应力释放层为InGaN/GaN交替结构；但是应力释放层设置在n型掺杂的GaN层上，会对电子和空穴的复合机率造成影响，并进一步降低了外延片的亮度。
[0004]因此，如何降低应力释放层对电子和空穴复合机率的影响，并提高外延片亮度，成为了现有技术中亟需改进的问题。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种发光二极管外延片制备方法及外延片，以解决如何降低应力释放层对电子和空穴复合机率的影响，并提高外延片亮度的问题。
[0006]而本申请为解决上述技术问题所采用的方案为：
[0007]第一方面，本申请提供一种发光二极管外延片制备方法，至少包括衬底和叠层结构，所述叠层结构至少包括自下而上的GaN层、应力释放层和多量子阱层，制备应力释放层包括以下步骤：
[0008]加入氨气、第一载气和第一MO源，制备第一子层；
[0009]加入氨气、第二载气和第二MO源，在第一子层上制备第二子层；
[0010]重复上述步骤得到具有多个第一子层和多个第二子层多层交替的应力释放层，其中，每个所述第一子层和每个所述第二子层交替设置；在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比至少为50％。
[0011]在本申请的部分实施例中，在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比最多为70％。
[0012]在本申请的部分实施例中，所述第一载气包括N2气体，所述第一MO源包括高纯镓金属有机化合物和高纯铟金属有机化合物。
[0013]在本申请的部分实施例中，所述第二载气包括N2和H2气体，所述第二MO源包括高纯镓金属有机化合物。
[0014]在本申请的部分实施例中，第一子层和第二子层的重复制备次数为3
‑
8次。
[0015]在本申请的部分实施例中，在制备应力释放层之前制备的GaN层为n型掺杂的GaN层，且叠层结构包括自下而上依次设置在衬底上的缓冲层、三维生长的GaN层和不掺杂的GaN层、n型掺杂的GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型掺杂的GaN层。
[0016]在本申请的部分实施例中，所述多量子阱层为InGaN层和GaN层交替生长的周期性结构。
[0017]在本申请的部分实施例中，所述电子阻挡层为AlGaN层和GaN层交替生长的周期性结构。
[0018]在本申请的部分实施例中，在生长所述应力释放层的步骤中，生长温度为800
‑
900℃，生长压强为150
‑
300torr。
[0019]第二方面，本申请还提供一种发光二极管外延片，采用上述的制备方法制备的发光二极管外延片。
[0020]本申请所提供的发光二极管外延片制备方法及外延片，在制备应力释放层时，通过增大氨气的比例，降低逆反应和副反应产生的碳杂质含量，进而降低了碳杂质对电子和空穴复合的干扰，提高了所制备得到的外延片亮度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请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。
[0022]图1为本专利技术的外延片结构图；
[0023]图2为本专利技术的外延片制备方法步骤图；
[0024]图3为本专利技术中测试电流为30mA时的外延片亮度测试图；
[0025]图4为本专利技术中测试电流为120mA时的外延片亮度测试图；
[0026]图5为本专利技术中测试电流为350mA时的外延片亮度测试图。
[0027]元素符号说明：
[0028]1‑
衬底，2
‑
缓冲层，3
‑
三维生长的GaN层，4
‑
不掺杂的GaN层，5
‑
n型掺杂GaN层，6
‑
应力释放层，7
‑
多量子阱层，8
‑
电子阻挡层，9
‑
p型掺杂的GaN层，61
‑
第一子层，62
‑
第二子层。
具体实施方式
[0029]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或
暗示相对重要性或者含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]在申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为使本领域任何技术人员能够实现和使用本专利技术，给出了以下描述。在以下描述，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本专利技术。在其它实例中，不会对已知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本专利技术的描述变得晦涩。因此，本专利技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理的最广范围相一致。
[0032]衬底1一般采用蓝宝石、硅或碳化硅等材料，采用这种材料作为衬底1生长出来的GaN结构层一般会具有较大的应力，引起后续生长多量子阱层7的压电极化效应，电极化效应是由两种材料之间的晶格失配引起的；在衬底1上外延生长另外一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片制备方法，其特征在于，至少包括衬底和叠层结构，所述叠层结构至少包括自下而上的GaN层、应力释放层和多量子阱层，制备应力释放层包括以下步骤：加入氨气、第一载气和第一MO源，制备第一子层；加入氨气、第二载气和第二MO源，在第一子层上制备第二子层；重复上述步骤得到具有多个第一子层和多个第二子层多层交替的应力释放层，其中，每个所述第一子层和每个所述第二子层交替设置；在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比至少为50％。2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片制备方法，其特征在于，在制备应力释放层的过程中氨气在所有通入气体中的体积占比最多为70％。3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片制备方法，其特征在于，所述第一载气包括N2气体，所述第一MO源包括高纯镓金属有机化合物和高纯铟金属有机化合物。4.根据权利要求1所述发光二极管外延片制备方法，其特征在于，所述第二载气包括N2和H2气体，所述第二MO源包括高纯镓金属有机化合物。5.根据权利要求1所述发光二极管外延片制备方法，其特征在于，第一子层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春杨，胡加辉，金从龙，顾伟，
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：