发光二极管外延片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光二极管(Light Emitting D1de，简称LED)领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]LED作为光电子产业中极具影响力的新产品，LED具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。一般LED主要由支架、银胶、芯片、金线和环氧树脂组成。其中，芯片是LED的核心组件，它是由外延片经过多道工序加工而成。因此，外延片的结构决定了 LED的质量。
[0003]传统的GaN基LED外延片主要包括衬底、以及依次形成在衬底上的缓冲层、3D层、高温填平层、未掺杂层、N型层、多量子阱层和P型层，其中，衬底一般为蓝宝石衬底。由于在蓝宝石衬底上生在GaN属于异质外延，为了降低异质外延带来的晶格失配，现有技术通常需要在衬底上生长未掺杂的高温填平层及未掺杂层作为底层，然后再在该底层上生长N型层O
[0004]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:
[0005]现有技术中底层虽然可以降低异质外延带来的晶格失配，但无法降低LED器件整体的电压，以进一步提高LED器件的发光效率。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中底层无法降低LED器件整体的电压的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法。所述技术方案如下:
[0007]一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，包括衬底、依次形成在所述衬底上的缓冲层、3D层、高温填平层、第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第一半导体层为N型层，所述第二半导体层为P型层，
[0008]所述高温填平层包括N型掺杂层，所述N型掺杂层的掺杂浓度低于所述N型层的掺杂浓度；
[0009]所述N型掺杂层为以下结构中的任一种:n_GaN层，或者U-GaN层及设于所述U-GaN层上的n-GaN层，或者u-GaN/n_GaN周期性重复结构，或者采用Delta掺杂方式生长的氮化物/U-GaN周期性重复结构，或者U-GaN层及设于所述U-GaN层上的重复层，所述重复层为u-GaN/n-GaN周期性重复结构或者采用Delta掺杂方式生长的氮化物/u_GaN周期性重复结构，所述氮化物为所述N型掺杂层中掺杂元素构成的氮化物。
[0010]在本发明实施例的一种实现方式中，所述N型掺杂层的掺杂元素为Si或者Ge。
[0011]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述高温填平层的厚度为1-4 μπι。
[0012]在本发明实施例的另一种实现方式中，当所述N型掺杂层包括所述u-GaN/n-GaN周期性重复结构，或者所述氮化物A1-GaN周期性重复结构，或者U-GaN层及设于所述U-GaN层上的重复层时，所述u-GaN/n-GaN周期性重复结构或者所述氮化物/U-GaN周期性重复结构的周期数为2-200。
[0013]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述u-GaN/n-GaN周期性重复结构或者所述氮化物A1-GaN周期性重复结构的周期数为60-200。
[0014]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述发光二极管外延片还包括设于所述高温填平层和所述第一半导体层之间的未掺杂层，所述u-GaN/n-GaN周期性重复结构或者所述氮化物A1-GaN周期性重复结构的周期数为30-100。
[0015]另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管外延片制备方法，包括:
[0016]提供一衬底；在所述衬底上生长缓冲层；在所述缓冲层上生长3D层；在所述3D层上生长高温填平层；在所述高温填平层上生长第一半导体层，所述第一半导体层为N型层；在所述第一半导体层上生长多量子阱层；在所述多量子阱层上生长第二半导体层，所述第二半导体层为P型层；
[0017]所述高温填平层包括N型掺杂层，所述N型掺杂层的掺杂浓度低于所述N型层的掺杂浓度；
[0018]所述在所述3D层上生长高温填平层，包括:
[0019]在所述3D层上生长均匀掺杂的n-GaN层；或者，在所述3D层上依次生长U-GaN层和n-GaN层；或者，在所述3D层上生长u-GaN/n-GaN周期性重复结构；或者，在所述3D层上生长Delta掺杂的氮化物/U-GaN周期性重复结构；或者在所述3D层上生长U-GaN层及设于所述U-GaN层上的重复层，所述重复层为u-GaN/n-GaN周期性重复结构或者采用Delta掺杂方式生长的氮化物A1-GaN周期性重复结构，所述氮化物为所述N型掺杂层中掺杂元素构成的氮化物。
[0020]在本发明实施例的一种实现方式中，所述高温填平层的厚度为1-4 μπι。
[0021 ] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述在所述3D层上生长u-GaN/n-GaN周期性重复结构，包括:
[0022]交替生长N个周期的U-GaN层和n_GaN层，其中，生长一个周期的U-GaN层和n_GaN层，包括:通入N源和Ga源，生长一层U-GaN层，所述U-GaN层的生长时间为5s?Imin ;通入用于掺杂的杂质源，在所述U-GaN层上生长一层n-GaN层，所述n_GaN层的生长时间为5s?Imin ;或者，
[0023]交替生长N个周期的n-GaN层和U-GaN层，其中，生长一个周期的n_GaN层和U-GaN层，包括:通入N源、Ga源和杂质源，生长一层n-GaN层，所述n_GaN层的生长时间为5s?Imin ;停止通入所述杂质源，在所述n-GaN层上生长一层U-GaN层，所述U-GaN层的生长时间为5s?Imin ；
[0024]所述N为2?200。
[0025]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述在所述3D层上生长Delta掺杂的氮化物/U-GaN周期性重复结构，包括:
[0026]采用Delta掺杂技术生长氮化物/u_GaN周期性重复结构，其中，生长一个氮化物/U-GaN结构，包括:
[0027]采用Delta掺杂技术交替生长N个周期的氮化物层和U-GaN层，其中，生长一个周期的氮化物层和U-GaN层，包括:通入N源和Ga源，生长一层U-GaN层，所述U-GaN层的生长时间为5s?Imin ;停止通入所述Ga源，通入用于掺杂的杂质源，在所述U-GaN层上生长一层氮化物层，所述氮化物层的生长时间为5s?30s ;或者，
[0028]采用Delta掺杂技术交替生长N个周期的U-GaN层和氮化物层，其中，生长一个周期的U-GaN层和氮化物层，包括:通入N源和杂质源，生长一层氮化物层，所述氮化物层的生长时间为5s?30s ;停止通入所述杂质源，通入Ga源，在所述氮化物层上生长一层U-GaN层，所述U-GaN层的生长时间为5s?Imin ；
[0029]所述N为2?200。
[0030]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0031 ] 高温填平层包括N型掺杂层，在高温填平层中进行N型掺杂，能够在不影响晶体质量的情况下，有效的降低器件电压、提高器件抗静电性，从而提高LED器件的发光效率。
【附图说明】
[0032]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。
[0033]图1是本发明实施例一提供的发光二极管外延片制备方法的流程图；
[0034]图2是本发明实施例二提供的发光二极管外延片制备方法的流程图；
[0035]图3是本发明实施例三提供的发光二极管外延片的结构示意图；
[0036]图4