发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。发光二极管外延片包括衬底和依次设于衬底上的形核层、U

【技术实现步骤摘要】
发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。

技术介绍

[0002]目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引越来越多的人关注。外延片是发光二极管的主要构成部分，外延片生长中欧姆接触层对发光二极管的发光效率、工作电压、表面平整度和抗静电能力有最直接的影响。欧姆接触层采用Mg作为P型掺杂，其激活能高，激活效率不到1％，低的空穴浓度使其很难形成欧姆接触。
[0003]现阶段常用的方法是用高Mg掺杂的InGaN结构作为欧姆接触层，但是高的Mg掺杂会带来表面平整度和抗静电能力的下降，并且对Mg的激活和空穴增加也有限，所以工作电压和发光效率都有很大的提升空间。因此，现有外延片欧姆接触层需要进一步改进，以提高发光二极管的发光效率，降低工作电压，提高表面平整度和抗静电能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，其可提升发光二极管的发光效率，降低工作电压，提高表面平整度和抗静电能力。
[0005]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高，工作电压低，表面平整度高，抗静电能力高。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种发光二极管外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P
‑
GaN层和欧姆接触层；所述欧姆接触层包括依次层叠的AlN纳米柱层、P
‑
InGaN层和P
‑
BeGaN层；
[0007]所述P
‑
InGaN层中P型掺杂的浓度＞所述P
‑
BeGaN层中P型掺杂的浓度。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
BeGaN层通过MOCVD生长，其采用MO源包括Be源、Ga源、N源和P型掺杂源，采用的载气包括N2和/或H2；
[0009]其中，所述Be源占MO源的摩尔比为0.1
‑
0.3。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述AlN纳米柱通过MOCVD生长，生长温度为500℃
‑
700℃，生长压力为500torr
‑
600torr，V/III比为100
‑
300。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
InGaN层中P型掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3；所述P
‑
InGaN层中In组分的占比为0.05
‑
0.1；
[0012]所述P
‑
BeGaN层中P型掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为5
×
10
17
cm
‑3‑5×
10
18
cm
‑3。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
InGaN层的厚度为5nm
‑
10nm；所述P
‑
BeGaN层的厚度为1nm
‑
5nm。
[0014]作为上述技术方案的改进，所述AlN纳米柱层的高度为5nm
‑
10nm，直径为10nm
‑
100nm，分布密度为1
×
109个/cm2‑1×
10
12
个/cm2。
[0015]作为上述技术方案的改进，所述P
‑
InGaN层的厚度≥所述AlN纳米柱的高度，以使
所述P
‑
InGaN层填平所述AlN纳米柱层。
[0016]相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：
[0017]提供衬底，在所述衬底上依次生长形核层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P
‑
GaN层和欧姆接触层；所述欧姆接触层包括依次层叠的AlN纳米柱层、P
‑
InGaN层和P
‑
BeGaN层；
[0018]所述P
‑
InGaN层中P型掺杂的浓度＞所述P
‑
BeGaN层中P型掺杂的浓度。
[0019]作为上述技术方案的改进，所述AlN纳米柱层的生长温度为500℃
‑
700℃，生长压力为500torr
‑
600torr，V/III比为100
‑
300；
[0020]所述P
‑
InGaN层的生长温度为900℃
‑
950℃，生长压力为100torr
‑
300torr；
[0021]所述P
‑
BeGaN层的生长温度为950℃
‑
1000℃，生长压力为100torr
‑
300torr，V/Ⅲ比为600
‑
1000。
[0022]相应的，本专利技术还公开了一种发光二极管，其包括上述的发光二极管外延片。
[0023]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0024]本专利技术的发光二极管外延片中，欧姆接触层包括依次层叠的AlN纳米柱层、P
‑
InGaN层和P
‑
BeGaN层，其中，P
‑
InGaN层中P型掺杂的浓度＞P
‑
BeGaN层中P型掺杂的浓度。首先，本专利技术设置AlN纳米柱层，为后续高P型掺杂浓度的P
‑
InGaN层提供的空穴提供扩展空间，增加空穴的扩展，提高发光效率，降低工作电压；其次，本专利技术在高P型掺杂浓度的P
‑
InGaN层上设置了低P型掺杂浓度的P
‑
BeGaN层，低P型掺杂浓度避免了外延片的表面粗化问题，并且Be原子由于具有更小的半径，有利于作为补位原子，减少Ga空位，提高晶格质量，提高表面平整度，提高抗静电能力；此外，由于Be原子导电性能良好，有利于欧姆接触，进一步降低工作电压。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一实施例中发光二极管外延片的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术一实施例中欧姆接触层的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术另一实施例中欧姆接触层的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术一实施例中发光二极管外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术作进一步地详细描述。<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，其特征在于，包括衬底和依次设于所述衬底上的形核层、U
‑
GaN层、N
‑
GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P
‑
GaN层和欧姆接触层；所述欧姆接触层包括依次层叠的AlN纳米柱层、P
‑
InGaN层和P
‑
BeGaN层；所述P
‑
InGaN层中P型掺杂的浓度＞所述P
‑
BeGaN层中P型掺杂的浓度。2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P
‑
BeGaN层通过MOCVD生长，其采用MO源包括Be源、Ga源、N源和P型掺杂源，采用的载气包括N2和/或H2；其中，所述Be源占MO源的摩尔比为0.1
‑
0.3。3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlN纳米柱通过MOCVD生长，生长温度为500℃
‑
700℃，生长压力为500torr
‑
600torr，V/III比为100
‑
300。4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P
‑
InGaN层中P型掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为1
×
10
19
cm
‑3‑1×
10
20
cm
‑3；所述P
‑
InGaN层中In组分的占比为0.05
‑
0.1；所述P
‑
BeGaN层中P型掺杂元素为Mg，Mg的掺杂浓度为5
×
10
17
cm
‑3‑5×
10
18
cm
‑3。5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述P
‑
InGaN层的厚度为5nm
‑
10nm；所述P
‑
BeGaN层的厚度为1nm
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，印从飞，刘春杨，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：