[发明专利]一种发光二极管外延片的制造方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片的制造方法，属于半导体技术领域。所述制造方法包括：提供一图形化衬底；在所述图形化衬底上依次生长低温成核层、高温缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层和P型层；其中，所述高温缓冲层包括第一子层和第二子层，所述第一子层和所述第二子层均为GaN层，生长高温缓冲层包括：在生长温度为1100～1150℃的环境下，在低温成核层上生长第一子层；在生长温度为1040～1070℃的环境下，在第一子层上生长第二子层；第一子层的生长时间大于第二子层的生长时间。本发明通过改变高温缓冲层的生长条件，可以提高生长出的GaN外延层的晶体质量，从而提高发光二极管的发光效率。

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的制造方法。

背景技术

现有的氮化镓(GaN)基发光二极管主要是异质外延在平坦的蓝宝石衬底上，其中，GaN的折射率为2.45，蓝宝石的折射率为1.78。由于光由光密介质(折射率较大的介质)进入光疏介质(折射率较小的介质)时会发生全反射，光疏介质与光密介质的折射率相差越大全反射程度越大，而蓝宝石衬底与GaN的折射率相差较小，因此全反射程度较小，光从GaN外延层进入蓝宝石衬底时，大部分光会逸出到衬底，不能有效反射回外延层，大大降低了GaN基发光二极管的出光效率。

为了提高GaN基发光二极管的出光效率，目前常采用的方法是在蓝宝石衬底上生长沉积一层低折射率的薄膜，例如SiO₂薄膜，然后对SiO₂薄膜进行图形化处理，并在设有图形化SiO₂薄膜的衬底上生长GaN外延层。光从外延层进入衬底时，会先经过图形化SiO₂薄膜，SiO₂薄膜所形成的图形可以增大加光的入射角度，而且SiO₂的折射率接近为1，与GaN的折射率相差较大，因此设有图形化SiO₂薄膜的衬底对光线的反射率较大，更多的光可以反射回外延层，并从透明电极出射，提高了氮化镓基发光二极管的出光效率。

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：

在蓝宝石衬底上形成图形化SiO₂薄膜后，衬底的膜质发生了改变，若继续采用在普通蓝宝石衬底上的GaN生长工艺生长GaN外延层，可能会导致生长出的GaN外延层的晶体质量较差，从而影响发光二极管的发光效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法，可以提高生长出的GaN外延层的晶体质量，从而提高发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

本发明提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一图形化衬底；

在所述图形化衬底上依次生长低温成核层、高温缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、有源层和P型层；

其中，所述高温缓冲层包括第一子层和第二子层，所述第一子层和所述第二子层均为GaN层，生长所述高温缓冲层包括：

在生长温度为1100～1150℃的环境下，在所述低温成核层上生长第一子层；

在生长温度为1040～1070℃的环境下，在所述第一子层上生长第二子层；

所述第一子层的生长时间大于所述第二子层的生长时间；

所述提供一图形化衬底，包括：

在蓝宝石衬底上沉积一层SiO₂薄膜；

在SiO₂薄膜上形成一层光刻胶掩膜，采用光刻技术将所述光刻胶掩膜图形化，以在所述光刻胶掩膜上形成图形；