[发明专利]一种发光二极管外延片的生长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生长方法及发光二极管外延片，属于半导体技术领域。所述生长方法包括：在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、第一插入层、未掺杂氮化镓层、第二插入层、N型氮化镓层、第三插入层、多量子阱层和P型氮化镓层；第一插入层、第二插入层、第三插入层为铝镓氮层；第一插入层的厚度小于缓冲层的厚度，且第一插入层的生长温度高于缓冲层的生长温度；第二插入层的厚度小于未掺杂氮化镓层的厚度，且第二插入层的生长温度高于未掺杂氮化镓层的生长温度；第三插入层的厚度小于N型氮化镓层的厚度，且第三插入层的生长温度高于N型氮化镓层的生长温度。本发明可提高发光二极管的发光效率和抗静电能力。

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生长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)是一种能发光的半导体电子元件，具有高效、环保、绿色的特点，广泛应用在交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等技术领域。芯片是LED的核心组件，包括外延片和设置在外延片上的电极。

现有LED外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲(英文：buffer)层、未掺杂氮化镓层、N型半导体层、多量子阱(英文：Multiple Quantum Well，简称：MQW)层和P型半导体层。其中，多量子阱层包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置。N型半导体层提供的电子和P型半导体层提供的空穴注入多量子阱层后，被量子垒限定在量子阱中进行辐射复合发光，因此多量子阱层又被称为发光层，同时位于多量子阱层下面的缓冲层、未掺杂氮化镓层和N型半导体层统称为底层，位于多量子阱层上面的P型半导体层被称为顶层。

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：

氮化镓(GaN)基LED外延片的衬底的材料通常采用蓝宝石，蓝宝石衬底和氮化镓材料之间存在较大的晶格失配，晶格失配产生的缺陷会沿着发光二极管外延片的层叠方向延伸，虽然目前会在底层中插入铝镓氮(AlGaN)层缓解晶格失配和阻挡缺陷的延伸，但是效果不理想，缺陷还是有可能延伸到多量子阱层，导致多量子阱层的晶体质量较差，发生非辐射复合，影响LED的抗静电能力和发光效率。

发明内容

为了解决现有技术无法阻挡缺陷延伸到多量子阱层，影响LED的抗静电能力和发光效率的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长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生长方法，所述生长方法包括：

在蓝宝石衬底上生长缓冲层，并在所述缓冲层上生长第一插入层；

在所述第一插入层上生长未掺杂氮化镓层，并在所述未掺杂氮化镓层上生长第二插入层；

在所述第二插入层上生长N型氮化镓层，并在所述N型氮化镓层上生长第三插入层；

在所述第三插入层上生长多量子阱层；

在所述多量子阱层上生长P型氮化镓层；

其中，所述第一插入层、所述第二插入层、所述第三插入层为铝镓氮层；所述第一插入层的厚度小于所述缓冲层的厚度，且所述第一插入层的生长温度高于所述缓冲层的生长温度；所述第二插入层的厚度小于所述未掺杂氮化镓层的厚度，且所述第二插入层的生长温度高于所述未掺杂氮化镓层的生长温度；所述第三插入层的厚度小于所述N型氮化镓层的厚度，且所述第三插入层的生长温度高于所述N型氮化镓层的生长温度。

可选地，所述第一插入层的生长温度比所述缓冲层的生长温度高5℃～30℃，所述第二插入层的生长温度比所述未掺杂氮化镓层的生长温度高5℃～30℃，所述第三插入层的生长温度比所述N型氮化镓层的生长温度高5℃～30℃。