發(fā)光二極管外延片及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，簡稱LED)領域，特別涉及一種發(fā)光二極管外延片及其制備方法。
【背景技術】
[0002]LED作為光電子產(chǎn)業(yè)中極具影響力的新產(chǎn)品，LED具有體積小、使用壽命長、顏色豐富多彩、能耗低等特點，廣泛應用于照明、顯示屏、信號燈、背光源、玩具等領域。一般LED主要由支架、銀膠、芯片、金線和環(huán)氧樹脂組成。其中，芯片是LED的核心組件，它是由外延片經(jīng)過多道工序加工而成。因此，外延片的結(jié)構(gòu)決定了 LED的質(zhì)量。
[0003]傳統(tǒng)的GaN基LED外延片主要包括襯底、以及依次形成在襯底上的緩沖層、3D層、高溫填平層、未摻雜層、N型層、多量子阱層和P型層，其中，襯底一般為藍寶石襯底。由于在藍寶石襯底上生在GaN屬于異質(zhì)外延，為了降低異質(zhì)外延帶來的晶格失配，現(xiàn)有技術通常需要在襯底上生長未摻雜的高溫填平層及未摻雜層作為底層，然后再在該底層上生長N型層O
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:
[0005]現(xiàn)有技術中底層雖然可以降低異質(zhì)外延帶來的晶格失配，但無法降低LED器件整體的電壓，以進一步提高LED器件的發(fā)光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術中底層無法降低LED器件整體的電壓的問題，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片及其制備方法。所述技術方案如下:
[0007]一方面，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，包括襯底、依次形成在所述襯底上的緩沖層、3D層、高溫填平層、第一半導體層、多量子阱層和第二半導體層，所述第一半導體層為N型層，所述第二半導體層為P型層，
[0008]所述高溫填平層包括N型摻雜層，所述N型摻雜層的摻雜濃度低于所述N型層的摻雜濃度；
[0009]所述N型摻雜層為以下結(jié)構(gòu)中的任一種:n_GaN層，或者U-GaN層及設于所述U-GaN層上的n-GaN層，或者u-GaN/n_GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，或者采用Delta摻雜方式生長的氮化物/U-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，或者U-GaN層及設于所述U-GaN層上的重復層，所述重復層為u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)或者采用Delta摻雜方式生長的氮化物/u_GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，所述氮化物為所述N型摻雜層中摻雜元素構(gòu)成的氮化物。
[0010]在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述N型摻雜層的摻雜元素為Si或者Ge。
[0011]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述高溫填平層的厚度為1-4 μπι。
[0012]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，當所述N型摻雜層包括所述u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，或者所述氮化物A1-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，或者U-GaN層及設于所述U-GaN層上的重復層時，所述u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)或者所述氮化物/U-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為2-200。
[0013]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)或者所述氮化物A1-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為60-200。
[0014]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述發(fā)光二極管外延片還包括設于所述高溫填平層和所述第一半導體層之間的未摻雜層，所述u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)或者所述氮化物A1-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為30-100。
[0015]另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)光二極管外延片制備方法，包括:
[0016]提供一襯底；在所述襯底上生長緩沖層；在所述緩沖層上生長3D層；在所述3D層上生長高溫填平層；在所述高溫填平層上生長第一半導體層，所述第一半導體層為N型層；在所述第一半導體層上生長多量子阱層；在所述多量子阱層上生長第二半導體層，所述第二半導體層為P型層；
[0017]所述高溫填平層包括N型摻雜層，所述N型摻雜層的摻雜濃度低于所述N型層的摻雜濃度；
[0018]所述在所述3D層上生長高溫填平層，包括:
[0019]在所述3D層上生長均勻摻雜的n-GaN層；或者，在所述3D層上依次生長U-GaN層和n-GaN層；或者，在所述3D層上生長u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)；或者，在所述3D層上生長Delta摻雜的氮化物/U-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)；或者在所述3D層上生長U-GaN層及設于所述U-GaN層上的重復層，所述重復層為u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)或者采用Delta摻雜方式生長的氮化物A1-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，所述氮化物為所述N型摻雜層中摻雜元素構(gòu)成的氮化物。
[0020]在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述高溫填平層的厚度為1-4 μπι。
[0021 ] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述在所述3D層上生長u-GaN/n-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，包括:
[0022]交替生長N個周期的U-GaN層和n_GaN層，其中，生長一個周期的U-GaN層和n_GaN層，包括:通入N源和Ga源，生長一層U-GaN層，所述U-GaN層的生長時間為5s?Imin ;通入用于摻雜的雜質(zhì)源，在所述U-GaN層上生長一層n-GaN層，所述n_GaN層的生長時間為5s?Imin ;或者，
[0023]交替生長N個周期的n-GaN層和U-GaN層，其中，生長一個周期的n_GaN層和U-GaN層，包括:通入N源、Ga源和雜質(zhì)源，生長一層n-GaN層，所述n_GaN層的生長時間為5s?Imin ;停止通入所述雜質(zhì)源，在所述n-GaN層上生長一層U-GaN層，所述U-GaN層的生長時間為5s?Imin ；
[0024]所述N為2?200。
[0025]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述在所述3D層上生長Delta摻雜的氮化物/U-GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，包括:
[0026]采用Delta摻雜技術生長氮化物/u_GaN周期性重復結(jié)構(gòu)，其中，生長一個氮化物/U-GaN結(jié)構(gòu)，包括:
[0027]采用Delta摻雜技術交替生長N個周期的氮化物層和U-GaN層，其中，生長一個周期的氮化物層和U-GaN層，包括:通入N源和Ga源，生長一層U-GaN層，所述U-GaN層的生長時間為5s?Imin ;停止通入所述Ga源，通入用于摻雜的雜質(zhì)源，在所述U-GaN層上生長一層氮化物層，所述氮化物層的生長時間為5s?30s ;或者，
[0028]采用Delta摻雜技術交替生長N個周期的U-GaN層和氮化物層，其中，生長一個周期的U-GaN層和氮化物層，包括:通入N源和雜質(zhì)源，生長一層氮化物層，所述氮化物層的生長時間為5s?30s ;停止通入所述雜質(zhì)源，通入Ga源，在所述氮化物層上生長一層U-GaN層，所述U-GaN層的生長時間為5s?Imin ；
[0029]所述N為2?200。
[0030]本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0031 ] 高溫填平層包括N型摻雜層，在高溫填平層中進行N型摻雜，能夠在不影響晶體質(zhì)量的情況下，有效的降低器件電壓、提高器件抗靜電性，從而提高LED器件的發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1是本發(fā)明實施例一提供的發(fā)光二極管外延片制備方法的流程圖；
[0034]圖2是本發(fā)明實施例二提供的發(fā)光二極管外延片制備方法的流程圖；
[0035]圖3是本發(fā)明實施例三提供的發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4