一种发光二极管的外延片及其制造方法技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及。
技术介绍
发光二极管芯片为半导体晶体，是发光二极管的核心组件。发光二极管芯片包括外延片以及在外延片上制作的电极。其中，外延片包括衬底和外延层，外延层包括依次层叠在衬底上的缓冲层、不掺杂的GaN层、η型层、多量子阱层和P型层。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:现有的外延片中多量子阱层直接设于η型层上，由于η型层中的电子较P型层中的空穴具有较低的有效质量和较高的迁移率，在电场的驱动下，电子会以很快的速度越过多量子阱层而迁移到P型层，从而使得电子空穴的复合效率降低；且由于外延层与衬底之间具有较大的晶格常数和热膨胀系数失配，会在外延片中产生大量的位错和缺陷，影响了外延片的内量子效率。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了。所述技术方案如下:—方面，本专利技术实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、不掺杂的GaN层、η型层、多量子阱层和P型层，所述外延片还包括设于所述η型层与所述多量子阱层之间的电流扩展层，所述电流扩展层为超晶格结构，所述超晶格结构由第一子层和第二子层交替层叠而成，所述第一子层和所述第二子层由AlxGahN制成，相邻的所述第一子层和所述第二子层中的Al的组分含量不同，其中，0<x < 10可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量相同，各个所述第二子层的Al的组分含量也相同。可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量不同，各个所述第二子层的Al的组分含量相同。可选地，各个所述第一子层的Al的组分含量不同，各个所述第二子层的Al的组分含量也不同。优选地，所述电流扩展层中各层的所述Al的最高组分含量为20% 60%可选地,所述第一子层厚度为I IOnm,所述第二子层的厚度也为I 10nm。可选地，所述第一子层的厚度和所述第二子层的厚度相同。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种发光二极管的外延片的制造方法，所述方法包括:提供衬底，并依次在所述衬底上生长缓冲层、不掺 杂的GaN层和η型层；在所述η型层上生长电流扩展层，所述电流扩展层为超晶格结构，所述超晶格结构由第一子层和第二子层交替层叠而成，所述第一子层和所述第二子层由AlxGahN制成，相邻的所述第一子层和所述第二子层中的Al的组分含量不同，其中，0〈χ < I ；在所述电流扩展层上依次生长多量子阱层和P型层。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过在η型层和多量子阱层之间设有电流扩展层，使得η型层中的电子在进入多量子阱层之前速度降低，从而使电子和空穴在多量子阱层充分复合发光，提高了电子空穴的复合效率。并且由于应力会在层与层的交界处得到比较好的释放，而电流扩展层为超晶格结构，其多层结构可以有效释放衬底与η型层之间的应力，降低外延片中的缺陷，提高了发光二极管的内量子效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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。图1是本专利技术实施例一提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的电流扩展层的结构示意图；图4 7是本专利技术实施例三提供的电流扩展层的结构示意图；图8 10是本专利技术实施例四提供的电流扩展层的结构示意 图11是本专利技术实施例五提供的一种发光二极管的外延片的制造方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种发光二极管的外延片，参见图1，该外延片包括:衬底11、以及依次层叠在衬底11上的缓冲层12、不掺杂的GaN层13、η型层14、电流扩展层15、多量子阱层16和P型层17，电流扩展层15为超晶格结构，该超晶格结构由第一子层151和第二子层152交替层叠而成,第一子层151和第二子层152由AlxGa^N制成，相邻的第一子层151和第二子层152中的Al的组分含量不同，其中，0〈χ < I。具体地，由于电流扩展层15为超晶格结构，若干个第一子层151和若干个第二子层152交替层叠，使得电流扩展层15具有若干个交界面，而交界面可以很好地释放衬底11到η型层14之间积累的应力，从而降低了外延片中的应力，在此基础上生长多量子阱层16和P型层17，由于应力的减小，在生长过程中，可以进一步降低外延片中的缺陷，从而可以提供发光二极管的内量子效率。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过在η型层和多量子阱层之间设有电流扩展层，使得η型层中的电子在进入多量子阱层之前速度降低，从而使电子和空穴在多量子阱层充分复合发光，提高了电子空穴的复合效率。并且由于应力会在层与层的交界处得到比较好的释放，而电流扩展层为超晶格结构，其多层结构可以有效释放衬底与η型层之间的应力，降低外延片中的缺陷，提高了发光二极管的内量子效率。实施例二本专利技术实施例提供了一种发光二极管的外延片，参见图2，该外延片包括:衬底21、以及依次层叠在衬底21上的缓冲层22、不掺杂的GaN层23、η型层24、电流扩展层25、多量子阱层26和P型层27，电流扩展层25为超晶格结构，超晶格结构由第一子层251和第二子层252交替层叠而成,第一子层251和第二子层252由AlxGapxN制成，相邻的第一子层251和第二子层252中的Al的组分含量不同，其中，0〈χ < I。具体地，由于电流扩展层25为超晶格结构，若干个第一子层251和若干个第二子层252交替层叠，使得电流扩展25具有若干个交界面，而交界面可以很好地释放衬底21到η型层24之间积累的应 力，从而降低了外延片中的应力，在此基础上生长多量子阱层26和P型层27，由于应力的减小，在生长过程中，可以进一步降低外延片中的缺陷，从而可以提供发光二极管的内量子效率。具体地，衬底21可以为蓝宝石衬底。可选地，在本实施例中，各个第一子层251的Al的组分含量相同，各个第二子层252的Al的组分含量也相同。优选地，电流扩展层25中的Al的最高组分为20% 60%。可选地,第一子层251的厚度为I IOnm,第二子层252的厚度为I 10nm。可选地，在本实施例中，第一子层251的厚度可以和第二子层252的厚度相同。显然地，在其他实施例中，第一子层251的厚度也可以和第二子层252的厚度不同。在具体实现中，如图3所示，第一子层251为Ala3Gaa7N层，第二子层252为Al0.5Ga0.5N 层，且 Al0.3Ga0.7N 层和 Al0.5Ga0.5N 层的厚度都为 1.5nm。可选地，在本实施例中，第一子层51的厚度与第二子层52的厚度不同。在其他实施例中，第一子层51的厚度与第二子层52的厚度也可以相同。具体地，在本实施例中，η型层4的η型掺杂可以为Si掺杂。具体地，在本实施例中，多量子阱层6可以为InGaN/GaN多量子阱层。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过在η型层和多量子阱层之间设有电流扩展层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、不掺杂的GaN层、n型层、多量子阱层和p型层，其特征在于，所述外延片还包括设于所述n型层与所述多量子阱层之间的电流扩展层，所述电流扩展层为超晶格结构，所述超晶格结构由第一子层和第二子层交替层叠而成，所述第一子层和所述第二子层由AlxGa1?xN制成，相邻的所述第一子层和所述第二子层中的Al的组分含量不同，其中，0

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万林，魏世祯，
申请(专利权)人：华灿光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：