一种发光二极管外延片的生长方法及外延片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片的生长方法及外延片。
【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting D1de，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，LED具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、户外全彩显示屏等。
[0003]外延片是制造LED的重要部件。现有的外延片的生长方法包括:依次在衬底上生长低温缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、有源层、P型层。其中，有源层由InGaN层和GaN层交替生长形成。
[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]InGaN层和GaN层的生长温度是固定不变的，由于生长温度越高，反应越迅速和完全，晶格质量越好，同时生长温度越高，In析出越严重(In不能掺杂到晶格中)，析出的In不能有效参与反应，InGaN层被破坏，在兼顾晶格质量和In的并入效率(In掺入晶格中的多少)的情况下，LED的发光效率有限。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术LED的发光效率有限的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法及外延片。所述技术方案如下:
[0007]—方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，所述生长方法包括:
[0008]依次在衬底上生长低温缓冲层、未掺杂GaN层、N型层；
[0009]在所述N型层上交替生长高温InGaN阱层和高温GaN皇层，形成高温有源层；
[0010]在所述高温有源层上交替生长低温InGaN阱层和低温GaN皇层，形成低温有源层；
[0011]依次在所述低温有源层上生长电子阻挡层、P型层；
[0012]其中，所述低温InGaN阱层的生长温度低于所述高温InGaN阱层的生长温度，所述低温GaN皇层的生长温度低于所述高温GaN皇层的生长温度；
[0013]所述低温InGaN阱层的生长速率小于所述高温InGaN阱层的生长速率，所述低温GaN皇层的生长速率小于所述高温GaN皇层的生长速率；
[0014]所述低温InGaN讲层的厚度大于所述高温InGaN讲层的厚度，所述低温GaN皇层的厚度大于所述高温GaN皇层的厚度；
[0015]所述低温InGaN阱层的V / III比与所述低温GaN皇层的V /III比不同，所述高温InGaN阱层的V / III比与所述高温GaN皇层的V / III比相同。
[0016]可选地，所述低温InGaN阱层的V /III比小于所述高温InGaN阱层的V /III比，所述低温GaN皇层的V / III比小于所述高温GaN皇层的V /III比。
[0017]可选地，所述低温InGaN阱层的V / III比小于所述低温GaN皇层的V / III比。
[0018]可选地，所述低温InGaN阱层的生长速率小于所述低温GaN皇层的生长速率。
[0019]可选地，所述低温InGaN讲层的厚度小于所述低温GaN皇层的厚度。
[0020]另一方面，本发明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、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、未掺杂GaN层、N型层、电子阻挡层、P型层，在所述N型层和所述P型层之间依次生长高温有源层、低温有源层，所述高温有源层由交替生长的高温InGaN阱层和高温GaN皇层形成，所述低温有源层由交替生长的低温InGaN讲层和低温GaN皇层形成；
[0021]其中，所述低温InGaN阱层的生长温度低于所述高温InGaN阱层的生长温度，所述低温GaN皇层的生长温度低于所述高温GaN皇层的生长温度；
[0022]所述低温InGaN阱层的生长速率小于所述高温InGaN阱层的生长速率，所述低温GaN皇层的生长速率小于所述高温GaN皇层的生长速率；
[0023]所述低温InGaN阱层的厚度大于所述高温InGaN阱层的厚度，所述低温GaN皇层的厚度大于所述高温GaN皇层的厚度；
[0024]所述低温InGaN阱层的V /III比与所述低温GaN皇层的V /III比不同，所述高温InGaN阱层的V / III比与所述高温GaN皇层的V / III比相同。
[0025]可选地，所述低温InGaN阱层的V /III比小于所述高温InGaN阱层的V /III比，所述低温GaN皇层的V / III比小于所述高温GaN皇层的V /III比。
[0026]可选地，所述低温InGaN阱层的V / III比小于所述低温GaN皇层的V / III比。
[0027]可选地，所述低温InGaN阱层的生长速率小于所述低温GaN皇层的生长速率。
[0028]可选地，所述低温InGaN讲层的厚度小于所述低温GaN皇层的厚度。
[0029]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0030]通过先生长高温有源层，高温有源层的生长温度较高、生长速率较快、厚度较薄、阱层的V / III比和皇层的V / III比相同，反应分子的迀移率较高、反应迅速且充分，晶格质量较好，提高了 LED的光电性能(不会造成负影响，如开启电压高)，并且对电子空穴在低温有源层复合发光的阻挡作用较弱。再在晶格质量较好的高温有源层上生长低温有源层，由于晶格质量是随着LED的生长过程缓慢变化的，因此整体的晶格质量不会较差。另外，低温有源层的生长温度较低、生长速率较慢、厚度较厚，In不容易析出，尽可能地提高了 In的并入效率。而且低温有源层中阱层的V /III比和皇层的V /III比不同，由于V /III比会影响In在GaN中的溶解度，因此低温有源层中各成分是不稳定的、分布不均匀，这个状态的低温有源层中的量子阱更容易捕获电子和空穴进行复合发光，发光强度较高，可以出现非常亮的斑点(spots)，有效发光较多，发光效率高。
【附图说明】
[0031]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。
[0032]图1是本发明实施例一提供的一种发光二极管外延片的生长方法的流程图；
[0033]图2是本发明实施例二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】
[0034]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。
[0035]实施例一
[0036]本发明实施例提供了发光二极管外延片的生长方法，参见图1，该生长方法包括:
[0037]步骤10:对衬底进行预处理。
[0038]可选地，衬底为蓝宝石。
[0039]具体地，该步骤10可以包括:
[0040]在氢气气氛下，高温处理衬底5_8min。其中，反应室温度为1000-1050°C，反应室压力控制在200-300torr。
[0041]步骤11:依次在衬底上生长低温缓冲层、未掺杂GaN层、N型层。
[0042]在本实施例中，米用Veeco K465i/C4 MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposit1n，金属有机化学气相沉淀)设备实现