[发明专利]一种LED外延片及其制造方法

说明书

本申请提供一种LED外延片及其制造方法，LED外延片的N型GaN层包括N_SL层和N_Bulk层。N_SL层包括第一N_SL层和第二N_SL层，第一N_SL层和第二N_SL层从下至上依次循环设置，N_Bulk层包括第一N_Bulk层和第二N_Bulk层。N_SL层和N_Bulk层等效形成多个电容结构，不同浓度的硅掺杂度增强电流扩散，提升LED外延片的抗静电能力。N_SL层和N_Bulk层结构设置降低生长量子阱发光层位错密度，提升量子阱发光层晶格质量。本申请提供的LED外延片在制造过程中，MOCVD设备的SiH₄阀组不需要较高的开关频率，提高SiH₄阀组的使用寿命，降低生产成本。

技术领域

本申请涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED外延片及其制造方法。

背景技术

LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)是一种将电能转换为光能的半导体发光器件。LED外延片是指在一块加热至适当温度的衬底基片上，所生长出来的特定单晶薄膜。参见图1，LED外延片通常包括从下至上依次设置的衬底、缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、量子阱发光层和P型GaN层。LED外延片的生长主要采用MOCVD(Metal-organic ChemicalVapor Depos ition，金属有机化合物化学气象沉淀)设备实现。

MOCVD设备生长的LED外延片的N型GaN层结构，包括N_Bulk结构和N_SL结构两种类型。其中N_Bulk结构可以提供较高的电子浓度，但是与下层的U型GaN层以及上层的量子阱发光层晶格失配较大，影响量子阱发光层晶体质量。相对于N_Bulk结构，N_SL结构可以有效降低N型GaN层与下层U型GaN层的晶格失配，但是N_SL结构会因N电极蚀刻差异导致发光电压波动较大。并且在生长过程中，MOCVD设备的SiH₄阀组需要较高的开关频率，降低SiH₄阀组的使用寿命，增加生产成本。

另外，LED在生产制造及安装使用等过程中，难免会受到静电影响而产生感应电荷，若感应电荷得不到及时释放，会在PN结两端形成较高的电压。传统的LED外延片抗静电能力较差，当电压超过LED外延片的最大承受值后，静电电荷将以极短的瞬间在PN结两端进行放电，导致PN结被击穿，使LED失效。

发明内容

本申请提供了一种LED外延片及其制造方法，以解决传统LED外延片晶格失配大、生产成本高、抗静电能力差的问题。

一方面，本申请提供一种LED外延片，包括依次叠层设置的衬底、缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、量子阱发光层、P型电子阻挡层和P型GaN层。所述N型GaN层包括：N_SL层和设置于所述N_SL层上的N_Bulk层，所述N_SL层的厚度小于所述N_Bulk层的厚度。

所述N_SL层包括若干个第一N_SL层和若干个第二N_SL层。所述N_Bulk层包括第一N_Bulk层和设置在所述第一N_Bulk层上的第二N_Bulk层。

所述第一N_SL层的硅掺杂浓度小于所述第二N_SL层的硅掺杂浓度。所述第一N_Bulk层的硅掺杂浓度大于所述第二N_Bulk层的硅掺杂浓度。所述第一N_SL层的硅掺杂浓度小于所述第二N_Bulk层的硅掺杂浓度。

所述N_SL层和所述N_Bulk层等效形成多个电容结构，不同浓度的硅掺杂度增强电流扩散，提升LED外延片的抗静电能力。所述N_SL层和所述N_Bulk层结构设置降低生长所述量子阱发光层位错密度，提升所述量子阱发光层晶格质量。

可选的，所述第一N_SL层和所述第二N_SL层从下至上依次循环设置，循环次数在10～20之间。