外延结构层及其制备方法和LED芯片技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种外延结构层及其制备方法和LED芯片。外延结构层，包括依次设置于衬底之上的缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；缓冲层包括层叠设置的第一缓冲层和第二缓冲层，第一缓冲层靠近衬底；第一缓冲层掺杂有第一碳杂质和第一氢杂质；第二缓冲层掺杂有第二碳杂质和第二氢杂质；第一碳杂质的掺杂浓度大于第一氢杂质的掺杂浓度；第二碳杂质的掺杂浓度小于第一碳杂质的掺杂浓度，第二氢杂质的掺杂浓度小于第一氢杂质的掺杂浓度。本发明专利技术的外延结构层可防止Ga空位向有源层扩散，改善晶体质量，提高发光效率。光效率。光效率。

【技术实现步骤摘要】
外延结构层及其制备方法和LED芯片


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种外延结构层及其制备方法和LED芯片。

技术介绍

[0002]GaN材料是一种第三代半导体材料，其具有较宽的禁带宽度，其禁带宽度为Eg＝3.36eV，可用于制作从紫光到红光的发光二极管(LED)等半导体电子器件，广泛用于信号灯，车灯，景观及室内照明光源，显示屏等领域，是一种高效环保的新型固态照明光源。
[0003]LED基础结构是在衬底上外延生长GaN材料，由于GaN材料与衬底之间的晶格常数差异较大，导致衬底材料与外延材料之间的晶格失配并产生应力和缺陷，产生应力和缺陷会沿着外延生长方向积累及向上延伸，破坏LED器件的晶体质量，导致其发光效率较差等，严重影响半导体器件的性能，通常的技术是在衬底上插入缓冲层，但是其改善效果有限。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种外延结构层，以解决现有技术中的晶体质量差，发光效率低的技术问题。
[0006]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.外延结构层，其特征在于，包括依次设置于衬底之上的缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；所述缓冲层包括层叠设置的第一缓冲层和第二缓冲层，所述第一缓冲层靠近所述衬底；所述第一缓冲层掺杂有第一碳杂质和第一氢杂质；所述第二缓冲层掺杂有第二碳杂质和第二氢杂质；所述第一碳杂质的掺杂浓度大于所述第一氢杂质的掺杂浓度；所述第二碳杂质的掺杂浓度小于所述第一碳杂质的掺杂浓度，所述第二氢杂质的掺杂浓度小于所述第一氢杂质的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的外延结构层，其特征在于，所述第一碳杂质的掺杂浓度为1E19～2E19atom/m3；优选地，所述第一氢杂质的掺杂浓度为1E18～1E19atom/m3；优选地，所述第二碳杂质的掺杂浓度为5E17～5E18atom/m3；优选地，所述第二氢杂质的掺杂浓度为2E17～2E18atom/m3。3.根据权利要求1所述的外延结构层，其特征在于，所述第一缓冲层的厚度为3～30nm；优选地，所述第二缓冲层的厚度为1～4μm；优选地，所述第一缓冲层的表面粗糙度大于10nm；更优选为10～50nm；优选地，所述第二缓冲层的表面粗糙度为10
‑
30nm。4.根据权利要求1所述的外延结构层，其特征在于，所述第一缓冲层的基质为Al
x
Ga1‑
x
N，其中，0<x≤1；优选地，所述衬底和所述第一缓冲层之间还设置有AlN层；优选地，所述第二缓冲层的基质为Al
y
Ga1‑
y
N，其中，0≤y<1。5.根据权利要求1所述的外延结构层，其特征在于，所述第二缓冲层设置有硅掺杂层，所述硅掺杂层掺杂有硅杂质，所述硅掺杂层靠近所述N型半导体层；优选地，所述硅掺杂层的厚度为0.1～2μm；优选地，所述硅掺杂层中，硅杂质的掺杂浓度为1E17～6E18atom/m3；优选地，所述N型半导体层的基质包括GaN，所述N型半导体层中掺杂有硅杂质和/或锗杂质；所述N型半导体层中的硅杂质的掺杂浓度大于所述硅掺杂层中的硅杂质的掺杂浓度；优选地，所述第二缓冲层中硅掺杂浓度逐渐减少；优选地，所述衬底为蓝宝石基图形化衬底，所述蓝宝石基图形化衬底上的图形的高度H小于或等于所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的厚度之和。6.如权利要求1～5中任一项所述的外延结...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭园，王淑娇，黄理承，宋长伟，吕腾飞，芦玲，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：