发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。其中，发光二极管外延片包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；P型接触层包括C、Mg共掺杂的InGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素。实施本发明专利技术，可提升发光二极管外延片的发光效率。可提升发光二极管外延片的发光效率。可提升发光二极管外延片的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。

技术介绍

[0002]AlGaN基发光二极管外延片中，由于Al的引入，增大了P型层中掺杂元素Mg的激活能，使得其激活效率较低。在后续制备P电极后，P电极与P型层欧姆接触差，导致AlGaN基发光二极管外延片的发光效率低。
[0003]目前常用的方法是在P型层上形成重掺杂的P型AlGaN层，但其掺杂浓度仍然较低，难以有效改善欧姆接触，因此还需要加大其厚度，但加大厚度会加大光的吸收，降低发光效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，其可提升发光二极管外延片的发光效率。
[0005]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种发光二极管外延片，包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；所述P型接触层包括C、Mg共掺杂的InGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述C、Mg共掺杂的InGaN层中Mg的掺杂浓度为2
×
10
19
cm
‑3‑5×
10
22
cm
‑3，C的掺杂浓度为1
×
10
19
cm
‑3‑2×
10
22
cm
‑3；
[0008]所述C、Mg共掺杂的InGaN层中In组分占比为0.01
‑
0.2，其厚度为2nm
‑
10nm。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述C、Mg共掺杂的InGaN层生长完成后采用NH3处理，以形成N极性接触面。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述P型接触层还包括N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素；
[0011]所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层设于所述C、Mg共掺杂的InGaN层上。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层中Mg的掺杂浓度为2
×
10
19
cm
‑3‑5×
10
22
cm
‑3，C的掺杂浓度为2
×
10
19
cm
‑3‑2×
10
22
cm
‑3；
[0013]所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层中Al组分占比为0
‑
0.2，In组分占比为0.01
‑
0.2，其厚度为0.5nm
‑
2nm。
[0014]作为上述技术方案的改进，所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层生长完成后采用H2处理，以形成粗化面。
[0015]相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：
[0016]提供衬底，在所述衬底上依次形成缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱
层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；
[0017]所述P型接触层包括C、Mg共掺杂的InGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素。
[0018]作为上述技术方案的改进，所述C、Mg共掺杂的InGaN层的生长温度为700℃
‑
900℃，生长压力为10torr
‑
200torr，V/Ⅲ比为1500
‑
2500。
[0019]作为上述技术方案的改进，所述P型接触层还包括N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层，其生长温度为600℃
‑
900℃，生长压力为10torr
‑
200torr，V/Ⅲ比为2000
‑
4000。
[0020]相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管，其包括如上述的发光二极管外延片。
[0021]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0022]1.本专利技术的发光二极管外延片中，P型接触层包括C、Mg共掺杂的InGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素，即两者均取代形成P型半导体，即复合P型材料，其可有效改善发光二极管外延片的欧姆接触特性，提升发光二极管外延片的发光效率。
[0023]2.本专利技术的发光二极管外延片中，C、Mg共掺杂的InGaN层在生长结束后采用NH3进行处理，以形成N极性面，这为后续N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层提供良好的基础，优化两者之间的结合，降低P型接触层整体的厚度，减少对光的吸收，提升外量子效率，提升发光二极管外延片的发光效率。
[0024]3.本专利技术的发光二极管外延片中，P型接触层还包括了N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层，其设于C、Mg共掺杂的InGaN层上。一者，由于其也采用了复合掺杂，提升了欧姆接触。二者，由于其引入了Al，禁带宽度提高，减少了欧姆接触层材料的吸光损耗，提升了光提取效率。三者，采用N极性，使得该层表面呈微粗化结构，也提升了光提取效率。三者综合，有效提升了发光二极管外延片的发光效率。
[0025]4.本专利技术的发光二极管外延片中，N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层生长结束后采用H2进行刻蚀处理，一者，H2刻蚀可使得该层表面更加粗糙化，提升光提取效率。二者，H2刻蚀主要对In原子产生刻蚀，即使得In原子减少，这进一步提升了该层的禁带宽度，减少了吸光，提升了出光效率。二者综合，有效提升了发光二极管外延片的发光效率。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一实施例中发光二极管外延片的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术一实施例中P型接触层的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术另一实施例中P型接触层的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术一实施例中发光二极管外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术作进一步地详细描述。
[0031]参考图1和图2，本专利技术公开了一种发光二极管外延片，其包括衬底1，依次层叠于衬底1上的缓冲层2、非掺杂AlGaN层3、N型AlGaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6、P型AlGaN层7和P型接触层8。其中，P型接触层8包括C、Mg共掺杂的InGaN层81，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素。具体的，在本专利技术的一个实施例之中，P型接触层8为C、Mg共掺杂的InGaN层
81。在本专利技术的另一个实施例之中，P型接触层8为多个C、Mg共掺杂的InGaN层81所形成的叠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片，包括衬底，依次层叠于衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；其特征在于，所述P型接触层包括C、Mg共掺杂的InGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素。2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述C、Mg共掺杂的InGaN层中Mg的掺杂浓度为2
×
10
19
cm
‑3‑5×
10
22
cm
‑3，C的掺杂浓度为1
×
10
19
cm
‑3‑2×
10
22
cm
‑3；所述C、Mg共掺杂的InGaN层中In组分占比为0.01
‑
0.2，其厚度为2nm
‑
10nm。3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述C、Mg共掺杂的InGaN层生长完成后采用NH3处理，以形成N极性接触面。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P型接触层还包括N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层，其中，Mg取代Ⅲ族元素，C取代V族元素；所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层设于所述C、Mg共掺杂的InGaN层上。5.如权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述N极性C、Mg共掺杂的AlInGaN层中Mg的掺杂浓度为2
×
10
19
cm
‑3‑5×
10
22
cm
‑3，C的掺杂浓度为2
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【专利技术属性】
技术研发人员：舒俊，程龙，高虹，郑文杰，印从飞，张彩霞，刘春杨，胡加辉，金从龙，
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：