一種發(fā)光二極管外延片的生長方法及外延片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管外延片的生長方法及外延片。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。作為一種高效、環(huán)保、綠色新型固態(tài)照明光源，LED具有低電壓、低功耗、體積小、重量輕、壽命長、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，正在被迅速廣泛地得到應(yīng)用，如交通信號燈、汽車內(nèi)外燈、城市景觀照明、手機(jī)背光源、戶外全彩顯示屏等。
[0003]外延片是制造LED的重要部件?，F(xiàn)有的外延片的生長方法包括:依次在襯底上生長低溫緩沖層、未摻雜GaN層、N型層、有源層、P型層。其中，有源層由InGaN層和GaN層交替生長形成。
[0004]在實(shí)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]InGaN層和GaN層的生長溫度是固定不變的，由于生長溫度越高，反應(yīng)越迅速和完全，晶格質(zhì)量越好，同時生長溫度越高，In析出越嚴(yán)重(In不能摻雜到晶格中)，析出的In不能有效參與反應(yīng)，InGaN層被破壞，在兼顧晶格質(zhì)量和In的并入效率(In摻入晶格中的多少)的情況下，LED的發(fā)光效率有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)LED的發(fā)光效率有限的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的生長方法及外延片。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的生長方法，所述生長方法包括:
[0008]依次在襯底上生長低溫緩沖層、未摻雜GaN層、N型層；
[0009]在所述N型層上交替生長高溫InGaN阱層和高溫GaN皇層，形成高溫有源層；
[0010]在所述高溫有源層上交替生長低溫InGaN阱層和低溫GaN皇層，形成低溫有源層；
[0011]依次在所述低溫有源層上生長電子阻擋層、P型層；
[0012]其中，所述低溫InGaN阱層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度，所述低溫GaN皇層的生長溫度低于所述高溫GaN皇層的生長溫度；
[0013]所述低溫InGaN阱層的生長速率小于所述高溫InGaN阱層的生長速率，所述低溫GaN皇層的生長速率小于所述高溫GaN皇層的生長速率；
[0014]所述低溫InGaN講層的厚度大于所述高溫InGaN講層的厚度，所述低溫GaN皇層的厚度大于所述高溫GaN皇層的厚度；
[0015]所述低溫InGaN阱層的V / III比與所述低溫GaN皇層的V /III比不同，所述高溫InGaN阱層的V / III比與所述高溫GaN皇層的V / III比相同。
[0016]可選地，所述低溫InGaN阱層的V /III比小于所述高溫InGaN阱層的V /III比，所述低溫GaN皇層的V / III比小于所述高溫GaN皇層的V /III比。
[0017]可選地，所述低溫InGaN阱層的V / III比小于所述低溫GaN皇層的V / III比。
[0018]可選地，所述低溫InGaN阱層的生長速率小于所述低溫GaN皇層的生長速率。
[0019]可選地，所述低溫InGaN講層的厚度小于所述低溫GaN皇層的厚度。
[0020]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，所述發(fā)光二極管外延片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的低溫緩沖層、未摻雜GaN層、N型層、電子阻擋層、P型層，在所述N型層和所述P型層之間依次生長高溫有源層、低溫有源層，所述高溫有源層由交替生長的高溫InGaN阱層和高溫GaN皇層形成，所述低溫有源層由交替生長的低溫InGaN講層和低溫GaN皇層形成；
[0021]其中，所述低溫InGaN阱層的生長溫度低于所述高溫InGaN阱層的生長溫度，所述低溫GaN皇層的生長溫度低于所述高溫GaN皇層的生長溫度；
[0022]所述低溫InGaN阱層的生長速率小于所述高溫InGaN阱層的生長速率，所述低溫GaN皇層的生長速率小于所述高溫GaN皇層的生長速率；
[0023]所述低溫InGaN阱層的厚度大于所述高溫InGaN阱層的厚度，所述低溫GaN皇層的厚度大于所述高溫GaN皇層的厚度；
[0024]所述低溫InGaN阱層的V /III比與所述低溫GaN皇層的V /III比不同，所述高溫InGaN阱層的V / III比與所述高溫GaN皇層的V / III比相同。
[0025]可選地，所述低溫InGaN阱層的V /III比小于所述高溫InGaN阱層的V /III比，所述低溫GaN皇層的V / III比小于所述高溫GaN皇層的V /III比。
[0026]可選地，所述低溫InGaN阱層的V / III比小于所述低溫GaN皇層的V / III比。
[0027]可選地，所述低溫InGaN阱層的生長速率小于所述低溫GaN皇層的生長速率。
[0028]可選地，所述低溫InGaN講層的厚度小于所述低溫GaN皇層的厚度。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0030]通過先生長高溫有源層，高溫有源層的生長溫度較高、生長速率較快、厚度較薄、阱層的V / III比和皇層的V / III比相同，反應(yīng)分子的迀移率較高、反應(yīng)迅速且充分，晶格質(zhì)量較好，提高了 LED的光電性能(不會造成負(fù)影響，如開啟電壓高)，并且對電子空穴在低溫有源層復(fù)合發(fā)光的阻擋作用較弱。再在晶格質(zhì)量較好的高溫有源層上生長低溫有源層，由于晶格質(zhì)量是隨著LED的生長過程緩慢變化的，因此整體的晶格質(zhì)量不會較差。另外，低溫有源層的生長溫度較低、生長速率較慢、厚度較厚，In不容易析出，盡可能地提高了 In的并入效率。而且低溫有源層中阱層的V /III比和皇層的V /III比不同，由于V /III比會影響In在GaN中的溶解度，因此低溫有源層中各成分是不穩(wěn)定的、分布不均勻，這個狀態(tài)的低溫有源層中的量子阱更容易捕獲電子和空穴進(jìn)行復(fù)合發(fā)光，發(fā)光強(qiáng)度較高，可以出現(xiàn)非常亮的斑點(diǎn)(spots)，有效發(fā)光較多，發(fā)光效率高。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(shí)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。
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種發(fā)光二極管外延片的生長方法的流程圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例一
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供了發(fā)光二極管外延片的生長方法，參見圖1，該生長方法包括:
[0037]步驟10:對襯底進(jìn)行預(yù)處理。
[0038]可選地，襯底為藍(lán)寶石。
[0039]具體地，該步驟10可以包括:
[0040]在氫氣氣氛下，高溫處理襯底5_8min。其中，反應(yīng)室溫度為1000-1050°C，反應(yīng)室壓力控制在200-300torr。
[0041]步驟11:依次在襯底上生長低溫緩沖層、未摻雜GaN層、N型層。
[0042]在本實(shí)施例中，米用Veeco K465i/C4 MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposit1n，金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉淀)設(shè)備實(shí)現(xiàn)