一种发光二极管的外延片及其利记博彩app与流程

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利记博彩app。

背景技术：

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保和坚固耐用等优点，近年来在交通指示、户内和户外全色显示、照明等领域有着广泛的应用。

LED的核心组件是芯片，芯片包括外延片和设于外延片上的电极。GaN基LED外延片一般包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层和P型层。N型层的电子和P型层的空穴注入多量子阱层复合发光。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

GaN的折射率和空气的折射率相差很大，多量子阱层发出的光大部分光都被限制在GaN内，LED的外量子效率较低。虽然LED的内量子效率目前已达到80％以上，但是产业化的LED发光效率只有150lm/W左右。

技术实现要素：

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利记博彩app。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，所述外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层、P型层，所述外延片还包括层叠在所述电子阻挡层和所述P型层之间的插入层，所述插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。

可选地，所述插入层的厚度大于所述P型层的厚度。

可选地，所述插入层的厚度小于100nm。

可选地，所述插入层中P型掺杂剂的掺杂浓度大于所述P型层中P型掺杂剂的浓度。

可选地，各层所述P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐层增多。

可选地，各层所述P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述外延片的层叠方向逐层减少。

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利记博彩app，所述利记博彩app包括：

在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、成核层、未掺杂GaN层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层、插入层、P型层；

其中，所述插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。

可选地，所述插入层的生长温度低于所述P型层的生长温度。

可选地，所述P型掺杂的GaN层的生长压力为100～900torr。

可选地，所述MgN层的生长压力为300～900torr。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在电子阻挡层和P型层之间设置插入层，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构，MgN层对P型层进行表面处理，获得粗糙表面，使光在粗糙的半导体表面和空气界面发生散射，满足全反射定律的光改变方向，破坏光线在LED内部的全反射，提升出光效率，进而增加透射的机会，提高光的外量子效率。而且可以改善外延层的晶体质量，提高器件的可靠性和稳定性。

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利记博彩app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，该外延片包括蓝宝石衬底1、以及依次层叠在蓝宝石衬底1上的缓冲层2、成核层3、未掺杂GaN层4、N型层5、多量子阱层6、电子阻挡层7、插入层8、P型层9。

在本实施例中，如图1所示，插入层8为交替层叠的MgN层81和P型掺杂的GaN层82组成的超晶格结构。

可选地，插入层的厚度可以大于P型层的厚度。

可选地，插入层的厚度可以小于100nm。

可选地，插入层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以大于P型层中P型掺杂剂的浓度。

在本实施例的一种实现方式中，各层P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿外延片的层叠方向逐层增多。

在本实施例的另一种实现方式中，各层P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿外延片的层叠方向逐层减少。

具体地，缓冲层可以为AlN层，成核层可以为三维生长的GaN层，未掺杂GaN层可以为二维生长的GaN层，N型层可以为N型掺杂的GaN层，多量子阱层可以为InGaN量子阱层和GaN量子垒层交替层叠组成的超晶格结构，电子阻挡层可以为P型掺杂的AlGaN层，P型层可以为P型掺杂的GaN层。

本发明实施例通过在电子阻挡层和P型层之间设置插入层，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构，MgN层对P型层进行表面处理，获得粗糙表面，使光在粗糙的半导体表面和空气界面发生散射，满足全反射定律的光改变方向，破坏光线在LED内部的全反射，提升出光效率，进而增加透射的机会，提高光的外量子效率。而且可以改善外延层的晶体质量，提高器件的可靠性和稳定性。

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利记博彩app，适用于制作实施例一提供的外延片，参见图2，该利记博彩app包括：

步骤201：在蓝宝石衬底上生长缓冲层。

具体地，缓冲层可以为AlN层。

步骤202：在缓冲层上生长成核层。

具体地，成核层可以为三维生长的GaN层。

步骤203：在成核层上生长未掺杂GaN层。

具体地，未掺杂GaN层可以为二维生长的GaN层。

步骤204：在未掺杂GaN层上生长N型层。

具体地，N型层可以为N型掺杂的GaN层。

步骤205：在N型层上生长多量子阱层。

具体地，多量子阱层可以为InGaN量子阱层和GaN量子垒层交替层叠组成的超晶格结构。

步骤206：在多量子阱层上生长电子阻挡层。

具体地，电子阻挡层可以为P型掺杂的AlGaN层。

步骤207：在电子阻挡层上生长插入层。

在本实施例中，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。

可选地，插入层的厚度可以大于P型层的厚度。

可选地，插入层的厚度可以小于100nm。

可选地，插入层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以大于P型层中P型掺杂剂的浓度。

在本实施例的一种实现方式中，各层P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿外延片的层叠方向逐层增多。

在本实施例的另一种实现方式中，各层P型掺杂的GaN层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿外延片的层叠方向逐层减少。

步骤208：在插入层上生长P型层。

具体地，P型层可以为P型掺杂的GaN层。

本发明实施例通过在电子阻挡层和P型层之间设置插入层，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构，MgN层对P型层进行表面处理，获得粗糙表面，使光在粗糙的半导体表面和空气界面发生散射，满足全反射定律的光改变方向，破坏光线在LED内部的全反射，提升出光效率，进而增加透射的机会，提高光的外量子效率。而且可以改善外延层的晶体质量，提高器件的可靠性和稳定性。

实施例三

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，本实施例提供的利记博彩app是实施例二提供的利记博彩app的具体实现。具体地，该利记博彩app包括：

步骤301：将蓝宝石衬底放置在物理气相沉积(英文：Physical Vapor Deposition，简称：PVD)反应腔内，生长厚度为25nm的AlN层，形成缓冲层。

步骤302：将蓝宝石衬底转移到金属有机化合物化学气相沉淀(英文：Meta1Organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)反应腔内，控制温度为1020℃、压力为400torr，在纯氢气气氛中生长厚度为800nm的成核层。

步骤303：控制温度为1100℃、压力为600torr，生长厚度为1μm的未掺杂GaN层。

步骤304：控制压力为100torr，以3.4μm/h的速率生长厚度为2.5μm的N型层。

步骤305：生长多量子阱层。

在本实施例中，多量子阱层为In_0.2Ga_0.8N量子阱层和GaN量子垒层交替层叠组成的超晶格结构。GaN量子垒层的层数与In_0.2Ga_0.8N量子阱层的层数相同，In_0.2Ga_0.8N量子阱层的层数为6～10层。In_0.2Ga_0.8N量子阱层的厚度为2nm，GaN量子垒层的厚度为13.5nm。

步骤306：在纯氮气气氛中以0.3μm/h的速率生长厚度为70nm的电子阻挡层。

步骤307：生长插入层。

在本实施例中，插入层为交替层叠的MgN层和P型掺杂的GaN层组成的超晶格结构。P型掺杂的GaN层的层数与MgN层的层数相同，MgN层的层数为10层。

其中，生长MgN层时，停止通入TMGa，通入CP₂Mg和NH₃，控制温度为900℃、压力为200torr，在氮气和氢气的混合气氛中生长厚度为50nm的MgN层。各层MgN层生长时，CP₂Mg的通入量保持不变。

步骤308：通入TMGa，控制温度为950℃、压力为200torr，在氮气和氢气的混合气氛中生长厚度为20nm的P型层。

将得到的外延片经过清洗、镀膜、光刻等半导体加工工艺后，分割为尺寸大小为4*5mil的LED芯片。经过芯片测试后，正向电压Vf为2.95V，电流为5mA，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.5mW。

实施例四

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，各层MgN层生长时，CP₂Mg的通入量逐层增多。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.7mW。

实施例五

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，P型掺杂的GaN层的层数与MgN层的层数相同，MgN层的层数为15层。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.5mW。

实施例六

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，P型掺杂的GaN层的层数与MgN层的层数相同，MgN层的层数为5层。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.2mW。

实施例七

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，P型掺杂的GaN层的生长压力为150torr，MgN层的生长压力为500torr。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.7mW。

实施例八

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，插入层的厚度为70nm。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至5.1mW。

实施例九

本发明实施例提供了一种发光二极管的外延片的利记博彩app，与实施例三提供的利记博彩app的不同之处在于，插入层的厚度为30nm。经过相同的半导体加工工艺和芯片测试，人体模式的抗静电能力从2000V提升至4000V，单颗小芯片的光输出功率从4.5mW提高至6.0mW。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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。