[发明专利]一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片，属于半导体技术领域。方法包括：在层叠在衬底上的缓冲层上生长第一未掺杂氮化镓层；在第一未掺杂氮化镓层上形成胶体晶体薄膜，胶体晶体薄膜包括阵列排列的多个有机颗粒；在多个有机颗粒上和多个有机颗粒之间沉积氧化物薄膜；对多个有机颗粒进行加热，多个有机颗粒在温度升高的过程中分解成气体从氧化物薄膜和第一未掺杂氮化镓层之间排出，第一未掺杂氮化镓层和氧化物薄膜之间形成阵列排列的多个空腔；在氧化物薄膜上生长第二未掺杂氮化镓层；在第二未掺杂氮化镓层上依次生长N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层，形成外延片。本发明提高了外延片的一致性。

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外延片的制备方法及发光二极管外延片。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是利用半导体的PN结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。外延片是发光二极管制备过程中的初级成品。

现有的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、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层。N型氮化镓层提供的电子和P型氮化镓层提供的空穴可以在电流的驱动下注入多量子阱层复合发光。

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：

蓝宝石与氮化镓之间存在较大的晶格失配(16.9％)，在蓝宝石衬底上沉积氮化镓材料形成外延片，外延片底部蓝宝石和氮化镓的交界处会存在较大的晶格失配，晶格失配产生的位错和应力会随着氮化镓的继续沉积而在氮化镓内延伸，影响电子和空穴复合发光的多量子阱层的生长质量。由于生长条件的细小差异都会造成外延片底部晶格失配产生的位错和应力不同，因此各个外延片中多量子阱层的生长质量通常都不同，而外延片的光电性能主要由多量子阱层决定，所以各个外延片的光电性能也会不同，导致外延片的一致性较差。

发明内容

为了解决现有技术发光二极管外延片的一致性较差的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

在层叠在衬底上的缓冲层上生长第一未掺杂氮化镓层；

在所述第一未掺杂氮化镓层上形成胶体晶体薄膜，所述胶体晶体薄膜包括阵列排列在所述第一未掺杂氮化镓层上的多个有机颗粒；

在所述多个有机颗粒上和所述多个有机颗粒之间沉积氧化物薄膜；

对所述多个有机颗粒进行加热，所述多个有机颗粒在温度升高的过程中分解成气体从所述氧化物薄膜和所述第一未掺杂氮化镓层之间排出，所述第一未掺杂氮化镓层和所述氧化物薄膜之间形成阵列排列的多个空腔；

在所述氧化物薄膜上生长第二未掺杂氮化镓层；

在所述第二未掺杂氮化镓层上依次生长N型氮化镓层、多量子阱层、电子阻挡层和P型氮化镓层，形成外延片。

可选地，所述制备方法还包括：

将激光作用在所述氧化物薄膜内，利用所述多个空腔将所述第一未掺杂氮化镓层和所述第二未掺杂氮化镓层分离；

对所述第一未掺杂氮化镓层进行刻蚀，直到所述第一未掺杂氮化镓层的表面为平面，得到层叠有缓冲层的衬底。

可选地，所述在层叠在衬底上的缓冲层上生长第一未掺杂氮化镓层，包括：

提供一层叠有缓冲层的衬底；

在所述缓冲层上生长第一未掺杂氮化镓层。

可选地，所述在层叠在衬底上的缓冲层上生长第一未掺杂氮化镓层，包括：