CN106784210A - 一种发光二极管的外延片及其制作方法 - Google Patents
一种发光二极管的外延片及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106784210A CN106784210A CN201611057810.6A CN201611057810A CN106784210A CN 106784210 A CN106784210 A CN 106784210A CN 201611057810 A CN201611057810 A CN 201611057810A CN 106784210 A CN106784210 A CN 106784210A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- hole injection
- type
- injection layer
- sources
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 14
- 230000026267 regulation of growth Effects 0.000 claims description 10
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 262
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种发光二极管的外延片及其制作方法，属于半导体技术领域。所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，所述第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，所述电子阻挡层为AlGaN层，所述第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。本发明通过形成第一空穴注入层和第二空穴注入层时通入的In源分解后的富In气氛，降低P型掺杂剂中Mg掺杂的激活能，提高第一空穴注入层和第二空穴注入层中的空穴浓度，提高多量子阱层中空穴和电子的辐射复合效率，提升发光二极管的发光效率。
Description
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的外延片及其制作方法。
背景技术
随着第三代半导体技术的兴起和不断成熟，半导体照明以能耗小、无污染、高亮度、长寿命等优势，成为人们关注的焦点，也带动了整个行业上中下游产业的蓬勃发展。其中GaN基蓝光LED芯片在生活中的应用随处可见，已广泛应用于照明、显示屏、背光源、信号灯等领域。
芯片包括外延片和设于外延片上的电极。外延片通常包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、P型层。其中，P型层采用Mg元素作为P型掺杂剂，但Mg元素在掺杂过程中会与H元素形成H-Mg络合物，需要通过退火打断H-Mg键实现Mg原子受主激活，才能提供空穴注入多量子阱层。然而Mg的激活能高，电离率低，难以产生高的空穴浓度，限制了芯片的内量子效率。
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的外延片及其制作方法。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的外延片，所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，所述第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，所述电子阻挡层为P型AlGaN层，所述第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
可选地，所述第一空穴注入层的厚度为30～200nm
可选地，所述第二空穴注入层的厚度为20～200nm。
另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的制作方法，所述制作方法包括：
在衬底上生长缓冲层；
在所述缓冲层上生长非掺杂GaN层；
在所述非掺杂GaN层上生长N型层；
在所述N型层上生长多量子阱层；
在所述多量子阱层上生长第一空穴注入层，所述第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层；
在所述第一空穴注入层上生长电子阻挡层，所述电子阻挡层为AlGaN层；
在所述电子阻挡层上生长第二空穴注入层，所述第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
可选地，所述在所述多量子阱层上生长第一空穴注入层，包括：
循环执行以下步骤m次，2≤m≤15：
在第一时间段内通入Ga源、In源、Al源、N源、以及P型掺杂剂，生长P型AlInGaN层；
在第二时间段内停止通入Al源，生长P型InGaN层。
优选地，所述第一时间段为20～100s，所述第二时间段为20～100s。
可选地，所述第一空穴注入层的生长温度为750～850℃，所述第一空穴注入层的生长压力为100～300torr。
可选地，所述在所述电子阻挡层上生长第二空穴注入层，包括：
循环执行以下步骤n次，5≤n≤20：
在第三时间段内通入Ga源、N源、以及P型掺杂剂，生长P型GaN层；
在第四时间段内停止通入Ga源，同时通入In源，生长InN层。
优选地，所述第三时间段为20～50s，所述第四时间段为5～15s。
可选地，所述第二空穴注入层的生长温度为950～1050℃，所述第二空穴注入层的生长压力为100～700torr。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在多量子阱层上依次设置第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层，形成第一空穴注入层和第二空穴注入层时通入的In源分解后的富In气氛，可以降低P型掺杂剂中Mg掺杂的激活能，提高第一空穴注入层和第二空穴注入层中的空穴浓度，提高多量子阱层中空穴和电子的辐射复合效率，提升发光二极管的发光效率。而且间隔***InN层的P型GaN层中In作为表面活性剂，可以改善晶体质量，进一步起到提高空穴浓度的作用。另外，交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，可以有效调节异质结能带，形成二维电子气，提高空穴的注入效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种发光二极管的外延片的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种发光二极管的外延片的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片，参见图1，该外延片包括衬底1、以及依次层叠在衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型层4、多量子阱层5、第一空穴注入层6、电子阻挡层7、第二空穴注入层8。
在本实施例中，第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，电子阻挡层为AlGaN层，第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
可选地，第一空穴注入层的厚度可以为30～200nm。
可选地，P型InGaN层的层数与P型AlInGaN层的层数相同，P型AlInGaN层的层数可以为2～15层。
可选地，第二空穴注入层的厚度可以为20～200nm。
可选地，P型GaN层可以被InN层分为5～20层。
可选地，电子阻挡层的厚度可以为30～100nm。
具体地，衬底可以为蓝宝石衬底。
缓冲层可以为AlN缓冲层，厚度为15～40nm。
非掺杂GaN层可以包括生长条件不同的第一非掺杂GaN层和第二非掺杂GaN层，第一非掺杂GaN层的厚度为0.5～1.5μm，第二非掺杂GaN层的厚度为1～2μm。
N型层可以包括生长条件不同的第一N型GaN层、第二N型GaN层、第三N型GaN层，第一N型GaN层的厚度为2～3μm，第一N型GaN层中Si的掺杂浓度为1E+19～2E+19atom/cm3；第二N型GaN层的厚度为0.1～0.3μm，第二N型GaN层中Si的掺杂浓度为1E+17～2E+18atom/cm3；第三N型GaN层的厚度为30～100nm，第三N型GaN层中Si的掺杂浓度为5E+17～5E+18atom/cm3。
多量子阱层包括交替层叠的InGaN量子阱层和GaN量子垒层；GaN量子垒层的层数与InGaN量子阱层的层数相同，InGaN量子阱层的层数为6～15层；InGaN量子阱层的厚度为2～4nm，GaN量子垒层的厚度为10～13nm。
可选地，该外延片还可以包括设置在N型层和多量子阱层之间的应力释放层。应力释放层可以包括交替层叠的InxGa1-xN层和GaN层，0.15≤x≤0.2；GaN层的层数与InxGa1-xN层的层数相同，InxGa1-xN层的层数为2～6层；InxGa1-xN层的厚度为0.5～10nm，GaN层的厚度为20～50nm。
可选地，该外延片还可以包括设置在多量子阱层和第一空穴注入层之间的保护层。保护层可以包括交替层叠的AlGaN层和AlInGaN层；AlInGaN层的层数与AlGaN层的层数相同，AlGaN层的层数为4～10层；AlInGaN层的厚度与AlGaN层的厚度相同，AlGaN层的厚度为1～5nm。
可选地，该外延片还可以包括设置在第二空穴注入层上的P型接触层，厚度为5～10nm。
本发明实施例通过在多量子阱层上依次设置第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层，形成第一空穴注入层和第二空穴注入层时通入的In源分解后的富In气氛，可以降低P型掺杂剂中Mg掺杂的激活能，提高第一空穴注入层和第二空穴注入层中的空穴浓度，提高多量子阱层中空穴和电子的辐射复合效率，提升发光二极管的发光效率。而且间隔***InN层的P型GaN层中In作为表面活性剂，可以改善晶体质量，进一步起到提高空穴浓度的作用。另外，交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，可以有效调节异质结能带，形成二维电子气，提高空穴的注入效率。
实施例二
本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的制作方法，参见图2，该制作方法包括：
步骤201：在衬底上生长缓冲层。
在本实施例中，衬底可以为蓝宝石衬底；缓冲层可以为AlN缓冲层，厚度为15～40nm。
具体地，该步骤201可以包括：
采用物理气相沉积(英文：Physical Vapor Deposition，简称：PVD)技术在衬底上镀上厚度为15～40nm的AlN层；
将衬底放置在金属有机化合物化学气相沉积(英文：Metal-organic ChemicalVapor Depositio，简称：MOCVD)反应室内；
控制温度为1000～1050℃进行60～300s的高温退火，形成AlN晶核，完成缓冲层的生长。
步骤202：在缓冲层上生长非掺杂GaN层。
在本实施例中，非掺杂GaN层可以包括生长条件不同的第一非掺杂GaN层和第二非掺杂GaN层，第一非掺杂GaN层的厚度为0.5～1.5μm，第二非掺杂GaN层的厚度为1～2μm。
具体地，该步骤202可以包括：
控制温度为950～1050℃，压力为100～600torr，通入TMGa、H2、N2和NH3，在缓冲层上生长厚度为0.5～1.5μm的第一非掺杂GaN层；
控制温度为1000～1200℃，压力为100～300torr，在第一非掺杂GaN层上生长厚度为1～2μm的第二非掺杂GaN层。
步骤203：在非掺杂GaN层上生长N型层。
在本实施例中，N型层可以包括生长条件不同的第一N型GaN层、第二N型GaN层、第三N型GaN层，第一N型GaN层的厚度为2～3μm，第一N型GaN层中Si的掺杂浓度为1E+19～2E+19atom/cm3；第二N型GaN层的厚度为0.1～0.3μm，第二N型GaN层中Si的掺杂浓度为1E+17～2E+18atom/cm3；第三N型GaN层的厚度为30～100nm，第三N型GaN层中Si的掺杂浓度为5E+17～5E+18atom/cm3。
具体地，该步骤203可以包括：
控制温度为1050～1200℃，压力为100～300torr，通入TMGa、SiH4、H2、N2和NH3，在第二非掺杂GaN层上生长厚度为2～3μm的第一N型GaN层，掺杂浓度控制为1E+19～2E+19atom/cm3；
控制温度为1050～1200℃，压力为100～300torr，通入TMGa、SiH4、H2、N2和NH3，在第一N型GaN层上生长厚度为0.1～0.3μm的第二N型GaN层，掺杂浓度控制为1E+17～2E+18atom/cm3；
控制温度为800～950℃，压力为100～400torr，通入TMGa、SiH4、N2和NH3，在第二N型GaN层上生长厚度为30～100nm的第三N型GaN层，掺杂浓度控制为5E+17～5E+18atom/cm3。
步骤204：在N型层上生长应力释放层。
具体地，该步骤204可以包括：
控制温度为800～950℃，压力为100～400torr，交替生长2～6层InxGa1-xN层和2～6层GaN层，0.15≤x≤0.2，InxGa1-xN层的厚度控制在0.5～10nm，GaN层的厚度控制在20～50nm。
步骤205：在应力释放层上生长多量子阱层。
在本实施例中，多量子阱层包括交替层叠的InGaN量子阱层和GaN量子垒层；GaN量子垒层的层数与InGaN量子阱层的层数相同，InGaN量子阱层的层数为6～15层；InGaN量子阱层的厚度为2～4nm，GaN量子垒层的厚度为10～13nm。
具体地，该步骤205可以包括：
循环执行以下步骤6～15次：
控制温度为800℃，压力为100～300torr，生长厚度为2～4nm的InGaN量子阱层；
控制温度为850～900℃，压力为100～300torr，生长厚度为10～13nm的GaN量子垒层。
步骤206：在多量子阱层上生长保护层。
具体地，该步骤206可以包括：
控制压力为100～300torr，交替生长4～10层厚度为1～5nm的InGaN量子阱层和4～10层厚度为1～5nm的GaN量子垒层。
步骤207：在保护层上生长第一空穴注入层。
在本实施例中，第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层。
可选地，第一空穴注入层的厚度可以为30～200nm。
具体地，该步骤207可以包括：
控制温度为750～850℃，压力为100～300torr，循环执行以下步骤m次，2≤m≤15：
在第一时间段内通入Ga源(例如TMGa或者TEGa)、In源(例如TMIn)、Al源(例如TMAl)、N源(例如NH3)、以及P型掺杂剂(例如Cp2Mg)，生长P型AlInGaN层；
在第二时间段内停止通入Al源，生长P型InGaN层。
可选地，第一时间段可以为20～100s，第二时间段可以为20～100s。
步骤208：在第一空穴注入层上生长电子阻挡层。
在本实施例中，电子阻挡层为AlGaN层。
具体地，该步骤208可以包括：
控制温度为950～1000℃，压力为100～300torr，通入TMGa、N2和NH3，生长P型AlGaN层，厚度控制在30～100nm。
步骤209：在电子阻挡层上生长第二空穴注入层。
在本实施例中，第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
可选地，第二空穴注入层的厚度可以为20～200nm。
具体地，该步骤209可以包括：
控制温度为950～1050℃，压力为100～700torr，环执行以下步骤n次，5≤n≤20：
在第三时间段内通入Ga源、N源、以及P型掺杂剂，生长P型GaN层；
在第四时间段内停止通入Ga源，同时通入In源，生长InN层。
可选地，第三时间段可以为20～50s，第四时间段可以为5～15s。
步骤210：在第二空穴注入层上生长P型接触层。
具体地，该步骤210可以包括：
控制温度为650～750℃，压力为100～400torr，通入TMGa、NH3、Cp2Mg和TMIn，生长5～10nm的P型接触层。
步骤211：控制温度为700～750℃，氮气气氛下进行5～10分钟的Mg活化。
本发明实施例通过在多量子阱层上依次设置第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层，形成第一空穴注入层和第二空穴注入层时通入的In源分解后的富In气氛，可以降低P型掺杂剂中Mg掺杂的激活能，提高第一空穴注入层和第二空穴注入层中的空穴浓度，提高多量子阱层中空穴和电子的辐射复合效率，提升发光二极管的发光效率。而且间隔***InN层的P型GaN层中In作为表面活性剂，可以改善晶体质量，进一步起到提高空穴浓度的作用。另外，交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，可以有效调节异质结能带，形成二维电子气，提高空穴的注入效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光二极管的外延片，其特征在于，所述外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、第一空穴注入层、电子阻挡层、第二空穴注入层，所述第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层，所述电子阻挡层为AlGaN层，所述第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一空穴注入层的厚度为30～200nm。
3.根据权利要求1或2所述的外延片，其特征在于，所述第二空穴注入层的厚度为20～200nm。
4.一种发光二极管的外延片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
在衬底上生长缓冲层；
在所述缓冲层上生长非掺杂GaN层；
在所述非掺杂GaN层上生长N型层；
在所述N型层上生长多量子阱层；
在所述多量子阱层上生长第一空穴注入层，所述第一空穴注入层包括交替层叠的P型AlInGaN层和P型InGaN层；
在所述第一空穴注入层上生长电子阻挡层，所述电子阻挡层为AlGaN层；
在所述电子阻挡层上生长第二空穴注入层，所述第二空穴注入层为间隔***InN层的P型GaN层。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在所述多量子阱层上生长第一空穴注入层，包括：
循环执行以下步骤m次，2≤m≤15：
在第一时间段内通入Ga源、In源、Al源、N源、以及P型掺杂剂，生长P型AlInGaN层；
在第二时间段内停止通入Al源，生长P型InGaN层。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一时间段为20～100s，所述第二时间段为20～100s。
7.根据权利要求4～6任一项所述的制作方法，其特征在于，所述第一空穴注入层的生长温度为750～850℃，所述第一空穴注入层的生长压力为100～300torr。
8.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在所述电子阻挡层上生长第二空穴注入层，包括：
循环执行以下步骤n次，5≤n≤20：
在第三时间段内通入Ga源、N源、以及P型掺杂剂，生长P型GaN层；
在第四时间段内停止通入Ga源，同时通入In源，生长InN层。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述第三时间段为20～50s，所述第四时间段为5～15s。
10.根据权利要求4、8、9任一项所述的制作方法，其特征在于，所述第二空穴注入层的生长温度为950～1050℃，所述第二空穴注入层的生长压力为100～700torr。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611057810.6A CN106784210B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种发光二极管的外延片及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611057810.6A CN106784210B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种发光二极管的外延片及其制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106784210A true CN106784210A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106784210B CN106784210B (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=58910862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611057810.6A Active CN106784210B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种发光二极管的外延片及其制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106784210B (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107808912A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-16 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化物发光二极管及其制备方法 |
| CN108550676A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-18 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN108735864A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-02 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片的制备方法 |
| CN109360873A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-02-19 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN109686822A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 博尔博公司 | 极化电场辅助的空穴供给和p型接触结构、使用该结构的发光器件和光电探测器 |
| CN109920892A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-21 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管外延片及其生长方法 |
| CN110085712A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 芜湖德豪润达光电科技有限公司 | 发光二极管及其形成方法 |
| CN111081836A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-04-28 | 福建兆元光电有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN111180563A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-19 | 江西乾照光电有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN111554782A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-08-18 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN113206175A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-03 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN113451449A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-09-28 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种rgb外延结构及其制造方法与应用 |
| CN113990989A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-01-28 | 材料科学姑苏实验室 | 一种紫外发光二极管外延片及其制作方法 |
| CN115425128A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-02 | 至善时代智能科技(北京)有限公司 | 一种紫外led外延结构及其制备方法 |
| CN116190522A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN116230824A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法、led芯片 |
| CN116632138A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 江西乾照光电有限公司 | 一种深紫外led外延片、外延生长方法及led芯片 |
| CN117810325A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效的发光二极管外延片及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101540364A (zh) * | 2009-04-23 | 2009-09-23 | 厦门大学 | 一种氮化物发光器件及其制备方法 |
| CN102969417A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 扬州中科半导体照明有限公司 | 一种绿光氮化物led外延片及其生长方法 |
| CN103474539A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-25 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 含有超晶格层的led结构外延生长方法及其结构 |
| CN105449051A (zh) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备高亮度同质LED的方法 |
-
2016
- 2016-11-24 CN CN201611057810.6A patent/CN106784210B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101540364A (zh) * | 2009-04-23 | 2009-09-23 | 厦门大学 | 一种氮化物发光器件及其制备方法 |
| CN102969417A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 扬州中科半导体照明有限公司 | 一种绿光氮化物led外延片及其生长方法 |
| CN103474539A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-25 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 含有超晶格层的led结构外延生长方法及其结构 |
| CN105449051A (zh) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备高亮度同质LED的方法 |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109686822A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 博尔博公司 | 极化电场辅助的空穴供给和p型接触结构、使用该结构的发光器件和光电探测器 |
| CN107808912B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-07-09 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化物发光二极管及其制备方法 |
| CN107808912A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-16 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化物发光二极管及其制备方法 |
| CN108735864B (zh) * | 2018-05-28 | 2019-08-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片的制备方法 |
| CN108735864A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-02 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片的制备方法 |
| CN108550676A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-18 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN109360873A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-02-19 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN109920892A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-21 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管外延片及其生长方法 |
| CN110085712B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-07-30 | 芜湖德豪润达光电科技有限公司 | 发光二极管及其形成方法 |
| CN110085712A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 芜湖德豪润达光电科技有限公司 | 发光二极管及其形成方法 |
| CN111081836A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-04-28 | 福建兆元光电有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN111180563A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-19 | 江西乾照光电有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN111554782A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-08-18 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN113451449A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-09-28 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种rgb外延结构及其制造方法与应用 |
| CN113206175B (zh) * | 2021-03-19 | 2023-10-13 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN113206175A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-03 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN113990989A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-01-28 | 材料科学姑苏实验室 | 一种紫外发光二极管外延片及其制作方法 |
| CN113990989B (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-08 | 材料科学姑苏实验室 | 一种紫外发光二极管外延片及其制作方法 |
| CN115425128A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-02 | 至善时代智能科技(北京)有限公司 | 一种紫外led外延结构及其制备方法 |
| CN115425128B (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-31 | 至善时代智能科技(北京)有限公司 | 一种紫外led外延结构及其制备方法 |
| CN116190522A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN116230824A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法、led芯片 |
| CN116230824B (zh) * | 2023-05-08 | 2023-07-18 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法、led芯片 |
| CN116632138A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 江西乾照光电有限公司 | 一种深紫外led外延片、外延生长方法及led芯片 |
| CN117810325A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效的发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN117810325B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-05-28 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效的发光二极管外延片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106784210B (zh) | 2019-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106784210B (zh) | 一种发光二极管的外延片及其制作方法 | |
| CN106410005B (zh) | 一种氮化镓基led外延片及其生长方法 | |
| CN108461592B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN109119515B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN108198921B (zh) | 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN103337573B (zh) | 半导体发光二极管的外延片及其制造方法 | |
| CN103811601B (zh) | 一种以蓝宝石衬底为基板的GaN基LED多阶缓冲层生长方法 | |
| CN109950368A (zh) | 氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN108091740A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN106711299B (zh) | 一种发光二极管的外延片及其制作方法 | |
| CN106159048B (zh) | 一种发光二极管外延片及其生长方法 | |
| CN108649109A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN109216519A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN108336198A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN109950372A (zh) | 发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN105633235A (zh) | 一种n型GaN结构的GaN基LED外延结构及生长方法 | |
| CN104022197A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN103413877A (zh) | 外延结构量子阱应力释放层的生长方法及其外延结构 | |
| CN106159052A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN108831974A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN108831978A (zh) | 一种发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN103117346A (zh) | 一种发光二极管芯片及其制造方法 | |
| CN109473514A (zh) | 一种氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN109786521A (zh) | 一种发光二极管的外延片及制备方法 | |
| CN103700745B (zh) | 一种高亮度氮化镓基发光二极管外延生长方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |