一種發(fā)光二極管外延片及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片及其制作方法，屬于發(fā)光二極管領(lǐng)域。所述外延片包括襯底、依次覆蓋在所述襯底上的緩沖層、N型層、發(fā)光層和P型層，所述外延片還包括三維重結(jié)晶層，所述三維重結(jié)晶層生長在所述緩沖層和所述N型層之間，且所述三維重結(jié)晶層是采用分段的三維生長方式生成的GaN層，每一段所述三維重結(jié)晶層生長壓力不同。本發(fā)明通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，且采用分段的生長方式，從而有效減少底層線位錯密度，提高GaN磊晶生長的底層生長質(zhì)量，為后續(xù)量子阱層的生長提供了較好的底層條件，有利于空穴和電子的輻射復(fù)合，提高了LED發(fā)光效率。
【專利說明】一種發(fā)光二極管外延片及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管外延片及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,簡稱"LED"）具有體積小、高效節(jié)能、 光衰小、使用壽命長、色純度高、色域廣和持久耐用等優(yōu)點，尤其在戶外大型顯示屏，背景光 源等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
[0003] 發(fā)光二極管主要由支架、銀膠、芯片、金線、環(huán)氧樹脂組成。其中，芯片是發(fā)光二 極管的核心組件，它是由外延片經(jīng)過多道工序加工而成。因此，外延片的結(jié)構(gòu)決定了發(fā) 光二極管的質(zhì)量。外延片主要由襯底、緩沖層、P(P〇siti Ve，帶正電的）型層、發(fā)光層和 N(Negative，帶負電的）型層等部分組成。當電流作用于芯片的時候，電子就會被推向P型 層；在發(fā)光層里，電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量?，F(xiàn)有技術(shù)中，襯底主要 是米用藍寶石襯底。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0005] 藍寶石襯底采用的是異質(zhì)外延襯底材料，與GaN(氮化鎵）有較大的晶格失配和熱 膨脹系數(shù)，因此在外延生長的過程中，常會引入大量的晶格缺陷（如線性位錯，V型位錯）， 從而影響LED的發(fā)光效率，同時對LED器件的抗靜電放電能力也會產(chǎn)生一定的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中外延襯底材料導(dǎo)致晶格缺陷，從而影響LED的發(fā)光效率的問 題，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片及其制作方法。所述技術(shù)方案如下：
[0007] -方面，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，所述外延片包括襯底、依次 覆蓋在所述襯底上的緩沖層、N型層、發(fā)光層和P型層，所述外延片還包括三維重結(jié)晶層，所 述三維重結(jié)晶層生長在所述緩沖層和所述N型層之間，且所述三維重結(jié)晶層是采用分段的 三維生長方式生成的GaN層，每一段所述三維重結(jié)晶層生長壓力不同。
[0008] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述三維重結(jié)晶層包括：在相同溫度不同壓 力下生長而成的第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層，所述第一重結(jié)晶子層覆蓋在所述緩沖 層上，所述第二重結(jié)晶子層覆蓋在所述第一重結(jié)晶子層上。
[0009] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述三維重結(jié)晶層包括：在不同溫度不同 壓力下生長而成的第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層，所述第一重結(jié)晶子層覆蓋在所述緩 沖層上，所述第二重結(jié)晶子層覆蓋在所述第一重結(jié)晶子層上。
[0010] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述P型層包括：依次覆蓋在所述發(fā)光層 上的低溫P型摻雜GaN層、P型AlxGai_xN電子阻擋層和高溫P型摻雜GaN層，0. 1〈χ〈0. 5。 toon] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述發(fā)光層為多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子 阱結(jié)構(gòu)包括5到11個周期交替生長的InyGai_yN和GaN，0〈y〈l。
[0012] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述外延片還包括生長于所述三維重結(jié)晶 層和所述N型層之間的填平層。
[0013] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述外延片還包括生長于所述填平層和所 述N型層之間的未摻雜層，所述未摻雜層為u-GaN層。
[0014] 另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)光二極管外延片制作方法，所述方法包 括：
[0015] 提供襯底并在所述襯底上生長緩沖層；
[0016] 在所述緩沖層上采用分段的三維生長方式生長三維重結(jié)晶層，每一段所述三維重 結(jié)晶層生長壓力不同；
[0017] 在所述三維重結(jié)晶層上依次生長N型層、發(fā)光層和P型層。
[0018] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述在所述緩沖層上采用分段的三維生長方 式生長三維重結(jié)晶層，包括：
[0019] 在所述緩沖層上三維生長第一重結(jié)晶子層；
[0020] 在所述第一重結(jié)晶子層上三維生長第二重結(jié)晶子層；
[0021] 所述第一重結(jié)晶子層和所述第二重結(jié)晶子層的生長溫度相同，生長壓力不同。
[0022] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述在所述緩沖層上采用分段的三維生長 方式生長三維重結(jié)晶層，包括：
[0023] 所述緩沖層上三維生長第一重結(jié)晶子層；
[0024] 在所述第一重結(jié)晶子層上三維生長第二重結(jié)晶子層；
[0025] 所述第一重結(jié)晶子層和所述第二重結(jié)晶子層的生長溫度不同，生長壓力不同。
[0026] 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0027] 通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生長的多晶重結(jié)晶 為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，且三維重結(jié)晶層采用分段的生長方式，能夠有 效抑制線性位錯和V型位錯向量子阱發(fā)光區(qū)的延伸，減少底層線位錯密度，有效提高GaN磊 晶生長的底層生長質(zhì)量，為后續(xù)量子阱層的生長提供了較好的底層條件，更好地有利于空 穴和電子的福射復(fù)合，最終達到提1? LED發(fā)光效率的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0029] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的發(fā)光二極管外延片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明實施例二提供的發(fā)光二極管外延片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖3是本發(fā)明實施例三提供的發(fā)光二極管外延片制作方法流程圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明實施例四提供的發(fā)光二極管外延片制作方法流程圖。

【具體實施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0034] 實施例一
[0035] 本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，參見圖1，該外延片包括襯底01、依 次覆蓋在襯底01上的緩沖層〇2、N型層03、發(fā)光層04和P型層05,外延片還包括三維重結(jié) 晶層06,三維重結(jié)晶層06生長在緩沖層02和N型層03之間，且三維重結(jié)晶層06是采用分 段的三維生長方式生成的GaN層，每一段三維重結(jié)晶層生長壓力不同。
[0036] 具體地，襯底01可以是以晶向為[0001]的A1203藍寶石為襯底。
[0037] 具體地，緩沖層02為GaN緩沖層，厚度在15至40nm間。
[0038] 具體地，三維重結(jié)晶層06是在緩沖層02上采用三維生長方式生成的GaN層，三維 生長是指GaN的主要生長方式為縱向生長。三維重結(jié)晶層06厚度在400-600nm間，生長溫 度在1010°C與1040°C之間，該三維重結(jié)晶層06兩段生長的壓力分別為500Torr-800Torr， 100Torr-300Torr。此層的目的在于讓緩沖層02生長的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶 慢慢變大，形成我們生長需要的核島（GaN多晶，緩沖層在升溫條件下重結(jié)晶形成的小島）， 并烤掉生長不穩(wěn)定的多晶（襯底圖形頂端不穩(wěn)定的GaN)，時間在10分鐘至20分鐘之間。
[0039] 進一步地，該外延片還包括生長于三維重結(jié)晶層06和N型層3之間的填平層07。 填平層07厚度在500-800nm間。填平層07又稱恢復(fù)層，該層可以將3D晶島填平，為之后 的外延結(jié)構(gòu)提供一個薄膜基層。該填平層多為高溫緩慢生長的無摻雜GaN層。
[0040] 進一步地，該外延片還包括生長于填平層和N型層之間的未摻雜層08。未摻雜層 08為u-GaN層，未摻雜層08厚度在1. 0至2. 0微米間。未摻雜層08是不摻雜的本征GaN 層，有利于同質(zhì)磊晶，為下一層η-GaN的同質(zhì)磊晶做好鋪墊，從而提高發(fā)光效率。
[0041] 具體地，N型層03為Si摻雜的η-GaN層，厚度在1-3微米之間，Si摻雜濃度在 10 18cm 3_1019cm 3 之間。
[0042] 具體地，發(fā)光層04為多量子阱MQW結(jié)構(gòu)，MQW結(jié)構(gòu)包括5到11個周期交替生長的 Ιη#&1ιΝ(0〈7〈1)和GaN，阱厚在3-4nm左右。MQW中壘的厚度在9nm至15nm間。
[0043] 具體地，P型層05包括：依次覆蓋在發(fā)光層上的低溫P型摻雜GaN層51、P型 AlxGai_xN電子阻擋層52和高溫P型摻雜GaN層53,0. 1〈χ〈0. 5。
[0044] 低溫P型摻雜GaN層51厚度在30nm-50nm間。
[0045] P型AlyGahN電子阻擋層52厚度在50nm至100nm間。
[0046] 高溫P型摻雜GaN層53厚度在100nm至300nm之間。
[0047] 進一步地，該外延片還包括覆蓋在P型層05上的P型接觸層09。這一層的作用是 形成歐姆接觸，減少接觸勢能，從而減小電阻，提高發(fā)光效率。P型接觸層09厚度為5nm至 100nm之間。
[0048] 本發(fā)明實施例通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生長 的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，且三維重結(jié)晶層采用分段的生長 方式，能夠減少底層線位錯密度，有效提高GaN磊晶生長的底層生長質(zhì)量，提高了內(nèi)量子效 率，更有利于復(fù)合發(fā)光，最終達到提1? LED發(fā)光效率的目的。
[0049] 實施例二
[0050] 本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，參見圖2,該外延片與實施例結(jié)構(gòu)類 似，包括襯底01、依次覆蓋在襯底01上的緩沖層02、N型層03、發(fā)光層04和P型層05,夕卜 延片還包括三維重結(jié)晶層06,三維重結(jié)晶層06生長在緩沖層02和N型層03之間。
[0051] 與實施例一不同之處出在于，在本實施例中還對三維重結(jié)晶層06的生長溫度進 行了限定。即
[0052] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，三維重結(jié)晶層06包括：在相同溫度不同壓力 下生長而成的第一重結(jié)晶子層61和第二重結(jié)晶子層62,第一重結(jié)晶子層61覆蓋在緩沖層 02上，第二重結(jié)晶子層62覆蓋在第一重結(jié)晶子層61上。
[0053] 在這種實現(xiàn)方式中，第一重結(jié)晶子層61厚度在400_500nm間，生長壓力在 500Torr-800Torr之間，生長溫度在10KTC與1040°C之間，時間在5分鐘至10分鐘之間。 第二重結(jié)晶子層62厚度在800-1000nm間，生長壓力在100Torr-300Torr之間，生長溫度在 1010°C與1040°C之間，時間在10至15分鐘之間。
[0054] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，三維重結(jié)晶層06包括：在不同溫度不同壓 力下生長而成的第一重結(jié)晶子層61和第二重結(jié)晶子層62,第一重結(jié)晶子層61覆蓋在緩沖 層02上，第二重結(jié)晶子層62覆蓋在第一重結(jié)晶子層61上。
[0055] 在這種實現(xiàn)方式中，第一重結(jié)晶子層61厚度在400_500nm間，生長壓力在 500Torr-800Torr之間，生長溫度在10KTC與1030°C之間，時間在5分鐘至10分鐘之間。 第二重結(jié)晶子層62厚度在800-1000nm間，生長壓力在100Torr-300Torr之間，生長溫度在 1030°C與1040°C之間，時間在10至15分鐘之間。
[0056] 這種兩段生長的方式可以減少底層（襯底和緩沖層）的磊晶線缺陷，使底層質(zhì)量 生長的更好，內(nèi)量子效率更高。
[0057] 通過對上述兩種實現(xiàn)方式生成的三維重結(jié)晶層06的外延層結(jié)構(gòu)的X射線衍射分 析，可以知道，采用變壓變溫生長三維重結(jié)晶層06的外延結(jié)構(gòu)的X射線衍射半寬較小，說明 磊晶生長的GaN材料線位錯較少，晶體體質(zhì)量較好，因此發(fā)光效率較同溫變壓方式更好。
[0058] 與實施例一相同之處還在于，該外延片還包括填平層07,未摻雜層08，P型接觸層 09。且前述P型層05包括：依次覆蓋在發(fā)光層上的低溫P型摻雜GaN層51、P型AlxGai_ xN 電子阻擋層52和高溫P型摻雜GaN層53,0. 1〈χ〈0. 5。
[0059] 在外延結(jié)構(gòu)生長結(jié)束后，將反應(yīng)腔溫度降低，在氮氣氣氛中退火處理，退火溫度區(qū) 間為650°C _850°C，退火處理5到15分鐘，降至室溫外延生長結(jié)束。
[0060] 本發(fā)明實施例通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生長 的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，并在升溫過程中烤掉在緩沖層生 長的不穩(wěn)定的多晶，從而減少底層線位錯密度，有效提1? GaN嘉晶生長的底層生長質(zhì)量，提 高了內(nèi)量子效率，更有利于復(fù)合發(fā)光，最終達到提高LED發(fā)光效率的目的。
[0061] 實施例三
[0062] 本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片制作方法，該方法適用于實施例一中 的外延片，參見圖3,該方法包括：
[0063] 步驟301 :提供襯底并在襯底上生長緩沖層。
[0064] 具體地，襯底以晶向為[0001]的A1203藍寶石為襯底，并在在氫氣氣氛中退火1-10 分鐘，從而清潔襯底表面，然后在溫度為l〇〇〇°C與1200°C之間進行氮化處理，在襯底表面 形成薄薄的一層游離態(tài)氮更有利于緩沖層成核。
[0065] 具體地，緩沖層為GaN緩沖層，厚度在15至40nm間，生長溫度在400°C與600°C之 間，生長壓力在400Torr至600Torr之間。
[0066] 步驟302 :在緩沖層上采用分段的三維生長方式生長三維重結(jié)晶層，每一段三維 重結(jié)晶層生長壓力不同。
[0067] 具體地，三維重結(jié)晶層是在緩沖層上采用三維生長方式生成的GaN層，三維生 長是指GaN的主要生長方式為縱向生長。三維重結(jié)晶層厚度在400-600nm間，生長溫 度在1010°C與1040°C之間，該三維重結(jié)晶層兩段生長的壓力分別為500Torr-800Torr， 100Torr-300Torr。此層的目的在于讓緩沖層生長的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢 變大，形成我們生長需要的核島（GaN多晶，緩沖層在升溫條件下重結(jié)晶形成的小島），并烤 掉生長不穩(wěn)定的多晶（襯底圖形頂端不穩(wěn)定的GaN)，時間在10分鐘至20分鐘之間。
[0068] 步驟303 :在三維重結(jié)晶層上依次生長N型層、發(fā)光層和P型層。
[0069] 具體地，N型層為Si摻雜的η-GaN層，厚度在1-3微米之間，生長溫度在 1000°C -1100°c，壓力在 lOOTorr 至 500Torr 之間，Si 摻雜濃度在 1018cnT3-1019cnT3 之間。
[0070] 具體地，發(fā)光層為多量子阱MQW結(jié)構(gòu)，MQW結(jié)構(gòu)包括5到11個周期交替生長的 InyGai_yN(0〈y〈 1)和GaN，阱厚在3-4nm左右，生長溫度的范圍在720°C -800°C間，壓力范圍 在lOOTorr與500Torr之間。MQW中壘的厚度在9nm至15nm間，生長溫度在900°C _950°C， 生長壓力在lOOTorr到500Torr之間。
[0071] 具體地，生長P型層包括：在發(fā)光層上依次生長低溫P型摻雜GaN層、P型AlxGahN 電子阻擋層和高溫P型摻雜GaN層，0. 1〈χ〈0. 5。
[0072] 低溫P型摻雜GaN層厚度在30nm-50nm間，生長壓力在lOOTorr到500Torr之間， 生長溫度在750°C _850°C間。
[0073] P型AlxGai_xN電子阻擋層厚度在50nm至100nm間，生長溫度繼續(xù)在900°C與 1000°C之間，生長壓力為200Torr與500Torr之間。
[0074] 高溫P型摻雜GaN層厚度在100nm至300nm之間，生長溫度在850°C -1000°C之間， 生長壓力區(qū)間為l〇〇Torr_3〇OTorr。
[0075] 進一步地，該方法還可以包括：
[0076] 在三維重結(jié)晶層上生長N型層前，生長一層填平層。填平層又稱恢復(fù)層，該層可以 將3D晶島填平，為之后的外延結(jié)構(gòu)提供一個薄膜基層。該填平層多為高溫緩慢生長的無摻 雜GaN層。填平層厚度在500-800nm間，生長溫度在1040°C -1080°C之間，時間為20-40分 鐘。三維重結(jié)晶層生長之后，提高生長速率，進行二維生長繼續(xù)填平PSS圖形。
[0077] 在填平層上生長N型層前，生長一層未摻雜層。
[0078] 未慘雜層為u_GaN層，未慘雜層厚度在1.0至2. 0微米間，生長溫度在 1050°C -1KKTC之間，生長壓力在lOOTorr至500Torr之間。這一層是不摻雜的本征GaN 層，有利于同質(zhì)磊晶，為下一層η-GaN的同質(zhì)磊晶做好鋪墊，從而提高發(fā)光效率。
[0079] 在P型層生長完成后，生長一層P型接觸層。這一層的作用是形成歐姆接觸，減少 接觸勢能，從而減小電阻，提1?發(fā)光效率。
[0080] P型接觸層厚度為5nm至100nm之間，生長溫度區(qū)間為850°C _1000°C，生長壓力為 100Torr-300To;r;r 之間。
[0081] 在外延結(jié)構(gòu)生長結(jié)束后，將反應(yīng)腔溫度降低，在氮氣氣氛中退火處理，退火溫度區(qū) 間為650°C -850°c，退火處理5到15分鐘，降至室溫外延生長結(jié)束。
[0082] 外延片經(jīng)過清洗、沉積、光刻和刻蝕等半導(dǎo)體工藝制作成單顆尺寸大小為7*9mil 的LED芯片。經(jīng)過LED芯片測試后發(fā)現(xiàn)，光效有明顯提升。
[0083] 本發(fā)明實施例通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生長 的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，且三維重結(jié)晶層采用分段的生長 方式，能夠減少底層線位錯密度，有效提高GaN磊晶生長的底層生長質(zhì)量，提高了內(nèi)量子效 率，更有利于復(fù)合發(fā)光，最終達到提1? LED發(fā)光效率的目的。
[0084] 實施例四
[0085] 本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管外延片制作方法，該方法適用于實施例二中 的外延片，參見圖4,該方法包括：
[0086] 步驟401 :提供襯底并在襯底上生長緩沖層。
[0087] 襯底的處理工藝以及緩沖層的生長過程與實施例三相同，每一層的厚度、生長時 間、生長環(huán)境與實施例三相同，這里不再贅述。
[0088] 步驟402 :在緩沖層上三維生長第一重結(jié)晶子層。
[0089] 步驟403 :在第一重結(jié)晶子層上三維生長第二重結(jié)晶子層。
[0090] 在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層的生長溫 度相同，生長壓力不同。
[0091] 在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層的生長 溫度不同，生長壓力不同。
[0092] 通過對上述兩種實現(xiàn)方式生成的三維重結(jié)晶層的外延層結(jié)構(gòu)的X射線衍射分析， 可以知道，采用變壓變溫生長三維重結(jié)晶層的外延結(jié)構(gòu)的X射線衍射半寬較小，說明磊晶 生長的GaN材料線位錯較少，晶體體質(zhì)量較好，因此發(fā)光效率較同溫變壓方式更好。
[0093] 步驟404 :在第二重結(jié)晶子層上依次生長N型層、發(fā)光層和P型層。
[0094] N型層、發(fā)光層和P型層的生長過程與實施例三相同，每一層的厚度、生長時間、生 長環(huán)境與實施例三相同，這里不再贅述。
[0095] 進一步地，該方法還可以包括：
[0096] 在第二重結(jié)晶子層上生長N型層前，生長一層填平層。
[0097] 在填平層上生長N型層前，生長一層未摻雜層。
[0098] 在P型層生長完成后，生長一層P型接觸層。
[0099] 填平層、未摻雜層和P型接觸層的生長過程與實施例三相同，每一層的厚度、生長 時間、生長環(huán)境與實施例三相同，這里不再贅述。
[0100] 在外延結(jié)構(gòu)生長結(jié)束后，將反應(yīng)腔溫度降低，在氮氣氣氛中退火處理，退火溫度區(qū) 間為650°C -850°c，退火處理5到15分鐘，降至室溫外延生長結(jié)束。
[0101] 外延片經(jīng)過清洗、沉積、光刻和刻蝕等半導(dǎo)體工藝制作成單顆尺寸大小為7*9mil 的LED芯片。經(jīng)過LED芯片測試后發(fā)現(xiàn)，光效有明顯提升。
[0102] 本發(fā)明實施例通過在緩沖層和N型層之間生長一層三維重結(jié)晶層，讓緩沖層生長 的多晶重結(jié)晶為GaN單晶，這些單晶慢慢變大，形成核島，并在升溫過程中烤掉緩沖層生長 的不穩(wěn)定的多晶，從而減少底層線位錯密度，有效提1? GaN嘉晶生長的底層生長質(zhì)量，提1? 了內(nèi)量子效率，更有利于復(fù)合發(fā)光，最終達到提高LED發(fā)光效率的目的。
[0103] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)光二極管外延片，所述外延片包括襯底、依次覆蓋在所述襯底上的緩沖層、N 型層、發(fā)光層和P型層，其特征在于，所述外延片還包括三維重結(jié)晶層，所述三維重結(jié)晶層 生長在所述緩沖層和所述N型層之間，且所述三維重結(jié)晶層是采用分段的三維生長方式生 成的GaN層，每一段所述三維重結(jié)晶層生長壓力不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片，其特征在于，所述三維重結(jié)晶層包括：在相同溫度不 同壓力下生長而成的第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層，所述第一重結(jié)晶子層覆蓋在所述 緩沖層上，所述第二重結(jié)晶子層覆蓋在所述第一重結(jié)晶子層上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片，其特征在于，所述三維重結(jié)晶層包括：在不同溫度不 同壓力下生長而成的第一重結(jié)晶子層和第二重結(jié)晶子層，所述第一重結(jié)晶子層覆蓋在所述 緩沖層上，所述第二重結(jié)晶子層覆蓋在所述第一重結(jié)晶子層上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片，其特征在于，所述P型層包括：依次覆蓋在所述發(fā)光 層上的低溫P型摻雜GaN層、P型AlxG ai_xN電子阻擋層和高溫P型摻雜GaN層，0. 1〈χ〈0. 5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片，其特征在于，所述發(fā)光層為多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量 子阱結(jié)構(gòu)包括5到11個周期交替生長的In yGai_yN和GaN，0〈y〈l。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的外延片，其特征在于，所述外延片還包括生長于所 述三維重結(jié)晶層和所述N型層之間的填平層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的外延片，其特征在于，所述外延片還包括生長于所述填平層 和所述N型層之間的未摻雜層，所述未摻雜層為u-GaN層。
8. -種發(fā)光二極管外延片制作方法，其特征在于，所述方法包括： 提供襯底并在所述襯底上生長緩沖層； 在所述緩沖層上采用分段的三維生長方式生長三維重結(jié)晶層，每一段所述三維重結(jié)晶 層生長壓力不同； 在所述三維重結(jié)晶層上依次生長N型層、發(fā)光層和P型層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述緩沖層上采用分段的三維生 長方式生長三維重結(jié)晶層，包括： 在所述緩沖層上三維生長第一重結(jié)晶子層； 在所述第一重結(jié)晶子層上三維生長第二重結(jié)晶子層； 所述第一重結(jié)晶子層和所述第二重結(jié)晶子層的生長溫度相同，生長壓力不同。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述緩沖層上采用分段的三維生 長方式生長三維重結(jié)晶層，包括： 所述緩沖層上三維生長第一重結(jié)晶子層； 在所述第一重結(jié)晶子層上三維生長第二重結(jié)晶子層； 所述第一重結(jié)晶子層和所述第二重結(jié)晶子層的生長溫度不同，生長壓力不同。
【文檔編號】H01L33/00GK104091873SQ201410260644
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】陶章峰, 喬楠, 胡加輝, 韓杰, 魏世禎 申請人:華燦光電(蘇州）有限公司