[发明专利]一种发光二极管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外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。外延片包括依次层叠在多量子阱层上的插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层、P型接触层；插入层为AlN层，低温P型层为掺Mg的AlGaN/GaN超晶格结构或掺Mg的AlGaN/InGaN超晶格结构，AlN层和低温P型层相配合，可以分担一部分的电子阻挡层的作用，减薄电子阻挡层的厚度，从而减小对空穴的阻挡作用，更多的空穴可以在多量子阱层与电子复合发光，提高了LED的内量子发光效率。插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层的总厚度为40～100nm，P型层的厚度减薄，提高了LED的外量子发光效率。

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及其制造方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等。

外延片是LED中的主要构成部分，现有的GaN基LED外延片包括衬底和设置在衬底上的GaN基外延层，GaN基外延层包括依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层。其中，插入层为AlGaN层，低温P型层为InGaN层，插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层的总厚度约为130～180nm。

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：

由于现有的LED外延片中，电子阻挡层通常设计得较厚(通常达到50nm)，较厚的电子阻挡层会导致材料间的极化和应力作用，同时会产生一个高的价带阻碍空穴向多量子阱层迁移，从而导致载流子复合发光效率降低，降低了LED的内量子发光效率。另外，插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层的总厚度约为130～180nm，即整个P型层的厚度较厚，降低了LED的外量子发光效率，则LED的发光效率低。

发明内容

为了解决现有技术中LED的内量子发光效率和外量子发光效率较低的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、多量子阱层、插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层，

所述低温P型层为掺Mg的AlGaN/GaN超晶格结构或掺Mg的AlGaN/InGaN超晶格结构，所述低温P型层中Mg的掺杂浓度大于或等于1*10²⁰cm^-3；所述插入层为AlN层，所述AlN层的厚度为2～10nm，所述插入层、低温P型层、电子阻挡层、高温P型层和P型接触层的总厚度为40～100nm。

进一步地，所述低温P型层的厚度为10～30nm。

进一步地，所述AlGaN/GaN超晶格结构或所述AlGaN/InGaN超晶格结构的周期数均为N，4≤N≤10。

进一步地，所述AlGaN/GaN超晶格结构中AlGaN子层和GaN子层的厚度均为1～3nm，或者，所述AlGaN/InGaN超晶格结构中AlGaN子层和InGaN子层的厚度均为1～3nm。

另一方面，本发明提供了一种发光二极管外延片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供一衬底；