发光二极管外延片的制造方法及发光二极管外延片技术

本公开提供了一种发光二极管外延片的制造方法及发光二极管外延片，属于半导体技术领域。所述制造方法包括：将衬底置于反应室内；在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层和有源层；将载气通入液态Mg源中，在所述载气中携带所述液态Mg源；将携带有所述液态Mg源的载气通入所述反应室内，在所述有源层上生长P型半导体层；对所述P型半导体层进行退火。本公开通过将载气通入液态Mg源中，可以有效增加载气与Mg源的接触，从而增加载气中携带的液态Mg源，提高P型半导体层中Mg的掺杂浓度，增加P型半导体层提供的空穴数量，提升LED的发光亮度、抗静电能力、正向电压等光电性能。正向电压等光电性能。正向电压等光电性能。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管外延片的制造方法及发光二极管外延片


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管外延片的制造方法及发光二极管外延片。

技术介绍

[0002]LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体元器件，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低的特点。作为信息光电子产业中极具影响力的产品，LED被广泛地应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、手机、玩具等领域。
[0003]LED制造过程中最重要的是外延片的制造。相关技术中，LED外延片的制造过程主要是利用载气将反应物输送到生长衬底上，反应物在生长衬底上反应生成外延材料，外延材料在生长衬底上沉积形成外延层。
[0004]外延层包括N型半导体层、有源层和P型半导体层等。将电流注入外延片中，N型半导体层提供的电子和P型半导体层提供的空穴会迁移到有源层中进行复合发光。但是P型半导体层提供的空穴数量远小于N型半导体层提供的电子数量，因此LED的光电性能(包括发光亮度、抗静电能力、正向电压等)还有待改善。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种发光二极管外延片的制造方法及发光二极管外延片，可以有效增加P型半导体层提供的空穴数量，提升LED的发光亮度、抗静电能力、正向电压等光电性能。所述技术方案如下：
[0006]一方面，本公开实施例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：
[0007]将衬底置于反应室内；
[0008]在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层和有源层；
[0009]将载气通入液态Mg源中，在所述载气中携带所述液态Mg源；
[0010]将携带有所述液态Mg源的载气通入所述反应室内，在所述有源层上生长P型半导体层；
[0011]对所述P型半导体层进行退火。
[0012]可选地，所述将载气通入液态Mg源中，在所述载气中携带所述液态Mg源，包括：
[0013]提供盛有所述液态Mg源的容器，所述容器上设有进气管和出气口，所述进气管的第一端与所述容器外的空间连通，所述进气管的第二端插设在所述液态Mg源中，所述出气口将所述容器内位于所述液态Mg源上方的空间和所述容器外的空间连通；
[0014]将所述载气从所述进气管通入所述容器内，所述载气携带所述液态Mg源从所述出气口流出。
[0015]可选地，所述提供盛有液态Mg源的容器，包括：
[0016]将固态Mg源置于所述容器内；
[0017]将所述容器置于恒温设备内，所述恒温设备的设定温度高于所述固态Mg源的熔点，所述固态Mg源变成所述液态Mg源。
[0018]可选地，所述固态Mg源为固态的二甲基二茂镁。
[0019]可选地，所述恒温设备的设定温度为30℃～40℃。
[0020]可选地，所述进气管内的载气的压力为750torr～1200torr。
[0021]可选地，通入所述反应室内的载气的流量为300sccm～400sccm。
[0022]可选地，退火的温度为780℃～850℃。
[0023]另一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上；所述P型半导体层是将携带有液态Mg源的载气通入反应室内进行生长并在生长之后进行退火形成的，所述携带有液态Mg源的载气是将载气通入液态Mg源中形成的。
[0024]可选地，所述P型半导体层中Mg的掺杂浓度为5*10
19
/cm3～6*10
19
/cm3。
[0025]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0026]通过将载气通入液态Mg源中，可以有效增加载气与Mg源的接触，从而增加载气中携带的液态Mg源，提高P型半导体层中Mg的掺杂浓度，增加P型半导体层提供的空穴数量，增加有源层中电子和空穴的复合发光，提高LED的发光亮度，降低LED的正向电压，防止电子溢流，提高LED的抗静电能力，即LED的发光亮度、抗静电能力、正向电压等光电性能均有改善。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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。
[0028]图1是本公开实施例提供的反应室的结构示意图；
[0029]图2是本公开实施例提供的石墨盘的俯视图；
[0030]图3是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制造方法的流程图；
[0031]图4是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制造方法的流程图；
[0032]图5是本公开实施例提供的容器的结构示意图；
[0033]图6是本公开实施例提供的恒温水槽的结构示意图；
[0034]图7是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0036]外延片是LED制造过程中的初级成品。目前应用最广泛的是GaN基LED外延片。GaN基LED外延片主要在反应室内制造。
[0037]图1为本公开实施例提供的反应室的结构示意图。参见图1，反应室100内设有石墨盘10、多个第一出气口21和多个第二出气口22，石墨盘10可转动地设置在反应室100的底
部，多个第一出气口21和多个第二出气口22交替设置在反应室100的顶部并分别与石墨盘10相对。
[0038]图2为本公开实施例提供的石墨盘的俯视图。参见图2，石墨盘10的表面间隔设有多个凹槽11，多个凹槽11中心的连线为以石墨盘10的中心为圆心的同心圆。例如，如图2所示，靠近石墨盘10的中心的4个凹槽11中心的连线为一个以石墨盘10的中心为圆心的圆形，靠近石墨盘10的边缘的10个凹槽11中心的连线为另一个以石墨盘10的中心为圆心的圆形。两个圆形都是以石墨盘10的中心为圆心且半径大小不同，属于同心圆。
[0039]制备GaN基LED外延片时，将蓝宝石衬底放入凹槽11内，转动石墨盘10，通过多个第一出气口21向反应室100内通入MO源和载气，通过多个第二出气口22向反应室100内通入NH3和载气，载气将MO源和NH3传输到蓝宝石衬底上反应生成GaN基材料，形成GaN基LED外延片。
[0040]载气包括N2和H2中的至少一种；MO源包括Ga源、In源、Al源中的至少一种，MO源还可以包括Si源或者Mg源。不同的MO源设置在不同的容器内，每个容器上都设有进气口和出气口，进气口和出气口分别将容器内的空间和容器外的空间连通。当需要向反应室内通入MO源的时候，将载气从进气口通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管外延片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：将衬底置于反应室内；在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层和有源层；将载气通入液态Mg源中，在所述载气中携带所述液态Mg源；将携带有所述液态Mg源的载气通入所述反应室内，在所述有源层上生长P型半导体层；对所述P型半导体层进行退火。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述将载气通入液态Mg源中，在所述载气中携带所述液态Mg源，包括：提供盛有所述液态Mg源的容器，所述容器上设有进气管和出气口，所述进气管的第一端与所述容器外的空间连通，所述进气管的第二端插设在所述液态Mg源中，所述出气口将所述容器内位于所述液态Mg源上方的空间和所述容器外的空间连通；将所述载气从所述进气管通入所述容器内，所述载气携带所述液态Mg源从所述出气口流出。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述提供盛有液态Mg源的容器，包括：将固态Mg源置于所述容器内；将所述容器置于恒温设备内，所述恒温设备的设定温度高于所述固态Mg源的熔点，所述固态Mg源变成所述液态Mg源。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述固态Mg源为固态的二甲基二茂镁。5.根据权利要求4所述的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武斌，梅劲，王坤，刘春杨，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：