GaN基LED外延片制造技术

【技术实现步骤摘要】
GaN基LED外延片
本技术属于半导体制造
，具体涉及一种GaN基LED外延片。
技术介绍
发光二极管LED具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保耐用等特点，在各个领域得到了广泛应用。使用经验表明，传统GaN基蓝光LED的峰值波长随着注入电流的增加向短波长方向移动，即发生蓝移。由于蓝光波段5 nm左右的波长变化足以让人眼感觉到颜色的差异，因此该蓝移现象降低了 LED的发光稳定性，用户体验不佳。 研究表明，造成这种蓝光LED峰值波长蓝移的主要原因是由于InGaN / GaN多量子阱区强烈的极化效应。在MOCVD外延生长量子阱时，由于InGaN和GaN存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配产生应力，此时极化率在界面处的急剧变化将产生大量极化电荷，直接使体系内出现内建电场。这个内强电场将阻止发光器件中载流子的注入，引起显著的量子限制斯塔克效应(QCSE)，导致能带倾斜，发光波长向长波段方向移动(即红移)。随着注入电流的增大，多量子阱区的自由载流子增加，屏蔽了部分内建电场，削弱了 QCSE效应，从而使LED峰值波长向短波方向移动。现有技术中采用非极性的GaN衬底来提高GaN基蓝光LED峰值波长稳定性。由于非极性GaN衬底难以大批量制备，具有价格昂贵的缺点，不易推广。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本技术的一个目的在于提出低蓝移、发光稳定性好的GaN基LED外延片。本技术提供一种GaN基LED外延片，包括:衬底；和外延层，所述外延层位于所述衬底之上，包括依次堆叠的以下结构层:N 型 GaN 层；位于所述N型GaN层一侧的第一 InGaN/GaN多量子阱层；位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱层一侧的第二 InGaN/GaN多量子阱层；位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱层一侧的P型GaN层，其中，所述第一 InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D1，第二 InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D2，D1〈D2。进一步，0〈D2-D1〈1.5nm。进一步，所述第一 InGaN/GaN多量子讲层中的讲层厚度为2nnT3nm。进一步，所述第二 InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为2nnT4.5nm。进一步，所述第一 InGaN/GaN多量子阱层的阱层/垒层周期数2≤NI≤6，且NI为整数，并且，所述第二 InGaN/GaN多量子阱层的阱层/垒层周期数2≤N2≤6，且N2为整数。进一步，还包括:位于所述衬底与所述外延层之间的本征GaN层。进一步，还包括:位于所述N型GaN层与第一 InGaN/GaN多量子阱层之间的应力释放层。进一步，还包括:位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱层与所述P型GaN层之间的电子阻挡层。进一步，还包括:辅助InGaN/GaN多量子阱层，所述辅助InGaN/GaN多量子阱层位于所述N型GaN层与所述第一 InGaN/GaN多量子阱层之间且紧邻所述第一 InGaN/GaN多量子阱层，用于调节所述GaN基LED外延片的量子阱总体周期数。综上所述，根据本技术实施例的GaN基LED外延片具有较低蓝移值，具有结构简单、成本低、发光稳定性好等优点。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【附图说明】本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本技术一个实施例的GaN基LED外延片的结构示意图；图2是本技术另一个实施例的GaN基LED外延片的结构示意图；图3是本技术再一个实施例的GaN基LED外延片的结构示意图；图4是本技术一个实施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意图；图5是本技术另一个实施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意图；图6是本技术再一个实施例的GaN基LED外延片的形成方法的流程示意图；图7是本技术一个实施例的GaN基LED外延片的形成方法的温度控制示意图。【具体实施方式】下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“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隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术第一方面提出了低蓝移、发光稳定性好的GaN基LED外延片。如图1、图2所示，本技术提供一种GaN基LED外延片，包括:衬底10和外延层20，所述外延层20位于所述衬底10之上，包括依次堆叠的以下结构层:N型GaN层210 ；位于所述N型GaN层210 —侧的第一 InGaN/GaN多量子阱层220 ;位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱层220 —侧的第二 InGaN/GaN多量子阱层230 ;位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱层230 —侧的P型GaN层240，其中，所述第一 InGaN/GaN多量子阱层220中的阱层厚度为D1，第二 InGaN/GaN多量子阱层230中的阱层厚度为D2，D1〈D2。在上述GaN基LED外延片中，将现有技术中的单组多量子阱层换为阱层厚度有差异的两组多量子阱层。基于以下原因，本技术实施例的GaN基LED外延片具有较低蓝移，结构简单、成本低、发光稳定性好。在低电流密度下，LED的主要发光区域扩散到第一 InGaN/GaN多量子阱层220，假设此时LED发光波长为普通发光波长。在高电流密度下，LED中的过剩载流子会被EBL限制在邻近P型GaN层240的第二 InGaN/GaN多量子阱层230中，此时第二 InGaN/GaN多量子阱层230作为主要发光区域。一方面，与
技术介绍
中提到的普通GaN基LED外延片类似，LED发光波长应该往短波长方向迁移(蓝移);另一方面，由于第二 InGaN/GaN多量子阱层230本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基LED外延片，其特征在于，包括：衬底；和外延层，所述外延层位于所述衬底之上，包括依次堆叠的以下结构层：N型GaN层；位于所述N型GaN层一侧的第一InGaN/GaN多量子阱层；位于所述第一InGaN/GaN多量子阱层一侧的第二InGaN/GaN多量子阱层；位于所述第二InGaN/GaN多量子阱层一侧的P型GaN层，其中，所述第一InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D1，第二InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D2，D1

【技术特征摘要】
1.一种GaN基LED外延片，其特征在于，包括: 衬底；和 外延层，所述外延层位于所述衬底之上，包括依次堆叠的以下结构层: N型GaN层; 位于所述N型GaN层一侧的第一 InGaN/GaN多量子阱层； 位于所述第一 InGaN/GaN多量子阱层一侧的第二 InGaN/GaN多量子阱层； 位于所述第二 InGaN/GaN多量子阱层一侧的P型GaN层，其中， 所述第一 InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D1，第二 InGaN/GaN多量子阱层中的阱层厚度为D2，D1〈D2。2.如权利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于，0〈D2-D1〈1.5nm。3.如权利要求2所述的GaN基LED外延片，其特征在于，所述第一InGaN/GaN多量子阱层中的讲层厚度为2nnT3nm。4.如权利要求2所述的GaN基LED外延片，其特征在于，所述第二InGaN/GaN多量子阱层中的讲层厚度为2ηη1-4.5nm。5.如权利要求1所述的GaN基LED外延片，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖怀曙，谢春林，
申请(专利权)人：惠州比亚迪实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：