[发明专利]一种发光二极管外延片及其生长方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其生长方法，属于半导体技术领域。外延片包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、N型半导体层、有源层、低温P型半导体层、电子阻挡层和高温P型半导体层，所述低温P型半导体层包括依次层叠的第一单层结构、第二单层结构和超晶格结构，所述第一单层结构为掺杂铝的氮化镓层，所述第二单层结构为没有掺杂铝的氮化镓层，所述超晶格结构包括交替层叠的多个第一子层和多个第二子层，每个所述第一子层为掺杂铝的氮化镓层，每个所述第二子层为没有掺杂铝的氮化镓层。本发明通过第一单层结构阻挡缺陷的延伸，同时阻挡电子泄露，超晶格结构有效阻断低温P型半导体层低温生长带来的缺陷，并进一步阻挡电子泄露。

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生长方法。

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。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED正在被迅速广泛地应用在交通信号灯、城市景观照明、手机背光源等领域。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底以及依次层叠在衬底上的缓冲层、N型半导体层、有源层、低温P型半导体层、电子阻挡层和高温P型半导体层。其中，低温P型半导体层和高温P型半导体层提供的空穴，与N型半导体层提供的电子注入有源层进行复合发光。具体地，低温P型半导体层和高温P型半导体层为P型掺杂的氮化镓层，N型半导体层为N型掺杂的氮化镓层。

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：

低温P型半导体层的生长温度低于高温P型半导体层的生长温度，虽然注入有源层的空穴数量很少，但是可以有效缓解高温P型半导体层对有源层的影响。同时也正是由于低温P型半导体层的生长温度较低，使得低温P型半导体层的晶体质量较差，带来较多的缺陷，影响有源层的复合发光，LED的发光效率还有待提高。

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外延片及其生长方法。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，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、N型半导体层、有源层、低温P型半导体层、电子阻挡层和高温P型半导体层，所述低温P型半导体层包括依次层叠的第一单层结构、第二单层结构和超晶格结构，所述第一单层结构为掺杂铝的氮化镓层，所述第二单层结构为没有掺杂铝的氮化镓层，所述超晶格结构包括交替层叠的多个第一子层和多个第二子层，每个所述第一子层为掺杂铝的氮化镓层，每个所述第二子层为没有掺杂铝的氮化镓层。

可选地，各个所述第一子层中铝的掺杂浓度小于或等于所述第一单层结构中铝的掺杂浓度。

优选地，所述电子阻挡层为P型掺杂的铝镓氮层，所述第一单层结构中铝的掺杂浓度小于所述电子阻挡层中铝的掺杂浓度。

可选地，各个所述第一子层的厚度大于或等于每个所述第二子层的厚度。

优选地，所述超晶格结构的厚度小于或等于所述第一单层结构的厚度。

可选地，所述第一子层的数量与所述第二子层的数量相等，所述第二子层的数量为2个～8个。

另一方面，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：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、低温P型半导体层、电子阻挡层和高温P型半导体层；