【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，具体涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、micro-led芯片。
技术介绍
1、目前，micro-led吸引越来越多的人关注，有望促使显示屏向轻薄化、小型化、低功耗、高亮度方向发展。近年来，led（light emitting diode）行业竞争激烈，生产成本成为企业的核心竞争力之一，为降低成本，各led企业从早期的2寸外延转为4寸量产，现在又从4寸外延转向6寸，随着尺寸的增加，led的发光波长均匀性和稳定性变差，从而导致led的发光波长良率和效率偏低。
2、在外延生长中，存在晶格失配产生的应力、薄膜与衬底之间因热失配产生的热应力，二者相互竞争，使得外延生长过程中衬底及薄膜发生偏凹或偏凸的翘曲，在生长量子阱时，凹凸的变化幅度对衬底的温度分布产生影响，影响到in组分的掺杂，从而影响到波长均匀性，即温度的分布不均匀导致波长的分布不均匀；且in组分对温度极其敏感，由于in组分掺杂需要相对偏低的温度，当生长完温度偏低的ingan量子阱，接着生长温度偏高的gan垒层时，容易导致ingan量子阱内的in组分析出；另外，ingan量子阱层与gan垒层之间存在较大的晶格失配，导致阱垒之间存在较大的应力，应力的存在导致ingan量子阱能带弯曲，使量子阱内的in组分分布不均匀；总之，无论是翘曲、温度、还是应力，都会影响led量子阱中的in组分分布，而led外延片的发光波长均匀性最终由ingan量子阱中的in组分均匀性决定，特别是对micro-led外延结构提出了更高的需求：在相同的外延结构和相同的芯片结构的
3、对于发光波长均匀性，通常会先调整流场、温场来改善，但流场、温场是决定大范围的波长均匀性，很难在细小的范围内进一步提高波长均匀性，这种调试方法一般适用于普通照明产品，而不适用于对波长均匀性要求极高的micro-led产品。其次，调整波长均匀性常用的方法还有调节翘曲，一般通过控制缓冲层翘曲，使外延片在量子阱生长时的翘曲尽量小，使外延片内温差减小，从而使量子阱中in组分掺入更均匀。外延生长一炉一般都是多片一起生长，由于片与片之间存在差异，调节翘曲只能调整大概的范围，不能做到每片翘曲一致，导致炉内片与片之间波长还是会存在差异，而且这种方式需要在生长过程中实时调试，对生产人员要求较高，且有一定的出错概率。另外，也有在ingan阱层与gan垒层之间加一层生长温度介于二者之间的gan盖帽层，减少ingan阱层中的in组分析出、扩散，gan盖帽层的生长温度虽然低于gan垒层，但是高于ingan阱层，还是会对ingan阱层的in组分有一定的影响。
4、因此，现有技术中还存在随着尺寸的增加，led的发光波长均匀性和稳定性变差，从而导致led的发光波长良率和效率偏低的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种发光二极管外延片及其制备方法、micro-led芯片，旨在降低外延的发光波长均匀性，从而提升发光波长良率和发光效率。
2、本专利技术的第一方面在于提供一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：
3、提供一衬底；
4、在所述衬底之上制作外延层，所述外延层包括n型掺杂gan层；
5、在所述n型掺杂gan层之上制作周期性交叠的多量子阱层；
6、其中，所述多量子阱层包括依次层叠的insb间隔层、ingan阱层、alsb盖帽层与gan垒层；
7、在所述n型掺杂gan层之上制作周期性交叠的多量子阱层时，所述多量子阱层中每一周期的制作，均包括：
8、设定生长温度为400℃-600℃，设定生长压力为第一生长压力，在所述n型掺杂gan层上制作得到insb间隔层；
9、调节所述生长温度至700℃-850℃，调节生长压力至第二生长压力，在所述insb间隔层上制作得到ingan阱层；
10、调节所述生长温度至600℃-750℃，调节生长压力至第三生长压力，在所述ingan阱层上制作得到alsb盖帽层；其中，所述alsb盖帽层的生长温度小于所述ingan阱层的生长温度；
11、调节所述生长温度至850℃-950℃，调节生长压力至第四生长压力，在所述alsb盖帽层上制作得到gan垒层。
12、根据上述技术方案的一方面，所述第一生长压力为50torr-100torr，所述第二生长压力为50torr-200torr，所述第三生长压力为50torr-100torr，所述第四生长压力为50torr-200torr。
13、根据上述技术方案的一方面，在所述衬底之上制作外延层时，制备所述多量子阱层之前，所述制备方法包括：
14、在所述衬底上依次制作aln缓冲层、非掺杂gan层与n型掺杂gan层。
15、根据上述技术方案的一方面，在所述衬底上依次制作aln缓冲层、非掺杂gan层与n型掺杂gan层，具体包括：
16、在衬底上利用pvd生长aln缓冲层；其中，aln缓冲层的生长温度为400℃-650℃，溅射功率为2000w-4000w，压力为1torr-10torr，aln缓冲层的厚度为15nm-50nm；
17、在mocvd中，在氢气气氛下对aln缓冲层进行原位退火处理；其中，退火温度为1000℃-1200℃，退火压力为150torr-500torr，退火时间为5min-10min；
18、在所述aln缓冲层之上生长非掺杂gan层；其中，生长温度为1050℃-1200℃，生长压力为100torr-300torr，生长厚度为1.0μm-3.0μm；
19、在所述非掺杂gan层之上生长si掺杂的gan层；其中，生长温度为1100℃-1200℃，生长压力为100torr-300torr，生长厚度为1.0μm-3.0μm，si掺杂浓度为10×1019atoms/cm3-10×1020atoms/cm3。
20、根据上述技术方案的一方面，在制备所述多量子阱层之后，所述制备方法包括：
21、在所述多量子阱层上依次制作电子阻挡层、p型掺杂gan层与接触层。
22、根据上述技术方案的一方面，在所述多量子阱层上依次制作电子阻挡层、p型掺杂gan层与接触层，具体包括：
23、在所述多量子阱层中最后一个周期的gan垒层上生长电子阻挡层；其中，生长温度为950℃-1050℃，生长压力为50torr-100torr，所述电子阻挡层为algan，al组分为0.1-0.5；
24、在所述电子阻挡层之上生长p型掺杂gan层；其中，生长温度为900℃-1050℃，生长压力为100torr-600torr，生长厚度为30nm-100nm，所述p型掺杂gan层中mg元素的掺杂浓度为1×1019atoms/cm3-1×1020atoms/cm3；...
【技术保护点】
1.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述第一生长压力为50Torr-100Torr，所述第二生长压力为50Torr-200Torr，所述第三生长压力为50Torr-100Torr，所述第四生长压力为50Torr-200Torr。
3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在所述衬底之上制作外延层时，制备所述多量子阱层之前，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在所述衬底上依次制作AlN缓冲层、非掺杂GaN层与N型掺杂GaN层，具体包括：
5.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在制备所述多量子阱层之后，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在所述多量子阱层上依次制作电子阻挡层、P型掺杂GaN层与接触层，具体包括：
7.一种发光二极管外延片，其特征在于，所述外延片由权利要求1-6任
8.根据权利要求7所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述多量子阱层的周期数为5-12个；
9.根据权利要求7所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述外延片还包括依次层叠于所述衬底之上的AlN缓冲层、非掺杂GaN层与N型掺杂GaN层，所述多量子阱层设于所述N型掺杂GaN层之上；
10.一种Micro-LED芯片，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的发光二极管外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述第一生长压力为50torr-100torr，所述第二生长压力为50torr-200torr，所述第三生长压力为50torr-100torr，所述第四生长压力为50torr-200torr。
3.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在所述衬底之上制作外延层时，制备所述多量子阱层之前，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在所述衬底上依次制作aln缓冲层、非掺杂gan层与n型掺杂gan层，具体包括：
5.根据权利要求1所述的发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，在制备所...
【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：
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