[发明专利]一种发光二极管的外延片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管的外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。所述外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、有源层、P型层，外延片还包括改善层，改善层包括交替层叠的SiN层和GaN层，改善层设置在未掺杂GaN层和N型层之间、或者设置在N型层和有源层之间。本发明通过在未掺杂GaN层和N型层之间、或者在N型层和有源层之间设置改善层，改善层包括交替层叠的SiN层和GaN层，交替层叠的SiN层和GaN层为超晶格结构，可以有效地释放应力，从而减少有源层的缺陷，提高晶体质量，进而改善外延片的性能和可靠性，提高外延片所制造芯片的反向电压。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管的外延片及其制造方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件，广泛应用于指示灯、显示屏、照明等技术领域。

外延片是LED内部的晶片生长的原材料，通常包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、有源层、P型GaN层。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

GaN和蓝宝石之间存在晶格失配，产生的应力过大导致缺陷，缺陷沿外延片的层叠方向延伸到有源层，甚至是P型GaN层，影响器件的功能和可靠性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、有源层、P型层，所述外延片还包括改善层，所述改善层包括交替层叠的SiN层和GaN层，所述改善层设置在所述未掺杂GaN层和所述N型层之间、或者设置在所述N型层和所述有源层之间。

可选地，所述改善层包括依次层叠的第一改善子层、第二改善子层、第三改善子层，所述第一改善子层、所述第二改善子层、所述第三改善子层均包括交替层叠的SiN层和GaN层，所述第一改善子层中的SiN层中Si组分含量高于所述第二改善子层中的SiN层中Si组分含量，所述第二改善子层中的SiN层中Si组分含量低于所述第三改善子层中的SiN层中Si组分含量。

优选地，所述第一改善子层中、所述第二改善子层中、所述第三改善子层中的SiN层的层数均为三层以上，所述第一改善子层中、所述第二改善子层中、所述第三改善子层中的GaN层的层数均为三层以上。

可选地，所述改善层的厚度为200埃以上。

第二方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、改善层、N型层、有源层、P型层；

其中，所述改善层包括交替层叠的SiN层和GaN层。

可选地，所述改善层包括依次层叠的第一改善子层、第二改善子层、第三改善子层，所述第一改善子层、所述第二改善子层、所述第三改善子层均包括交替层叠的SiN层和GaN层，所述第一改善子层中的SiN层中Si组分含量高于所述第二改善子层中的SiN层中Si组分含量，所述第二改善子层中的SiN层中Si组分含量低于所述第三改善子层中的SiN层中Si组分含量。

可选地，所述改善层的生长温度为1000℃以上。

第三方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一蓝宝石衬底；