一種發(fā)光二極管外延片的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管外延片，包括襯底層；圖形層，所述圖形層具有納米凸起圖形，所述納米凸起圖形之間具有空隙間隔，所述圖；外延層；接觸層，所述接觸層包括低In組分的低摻雜n型In0.05Ga0.95N層和高In組分的高摻雜n型In0.1Ga0.9N層。本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管外延片，可以提高發(fā)光二極管的出光效率，并引入新的結(jié)構(gòu)防止ESD對(duì)器件的損傷。
【專利說(shuō)明】一種發(fā)光二極管外延片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光部件，尤其涉及一種發(fā)光二極管外延片。
【背景技術(shù)】
[0002]提高發(fā)光二極管發(fā)光提取效率是發(fā)光二極管技術(shù)進(jìn)步必須要解決的問(wèn)題之一，由于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料和空氣的折射率相差較大，導(dǎo)致二者界面的全反射臨界只有23°左右，因此，由有源層發(fā)出的光被大部分被全反射回外延層，這樣經(jīng)過(guò)多次的內(nèi)部反射和有源層對(duì)反射光的再吸收過(guò)程，出光效率大大降低，目前，為了提高發(fā)光效率，一些人對(duì)發(fā)光二極管的發(fā)光面進(jìn)行粗糙化，即利用激光輻照，腐蝕或刻蝕的辦法使得表面形成粗糙層，從而提高出光效率。
[0003]在發(fā)光二極管外延片工作過(guò)程中，靜電釋放會(huì)以極高的強(qiáng)度很迅速低地發(fā)生，放電電流經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管的PN結(jié)時(shí)，產(chǎn)生的焦耳熱會(huì)使得芯片PN兩極之間局部介質(zhì)熔融，造成PN結(jié)短路或者漏電，從而造成發(fā)光二極管器件突發(fā)性失效或者潛在失效。因此，必須引入新的結(jié)構(gòu)防止ESD對(duì)器件的損傷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管外延片，可以提高發(fā)光二極管的出光效率，并引入新的結(jié)構(gòu)防止ESD對(duì)器件的損傷。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0005]一種發(fā)光二極管外延片,包括:
[0006]Si襯底層；
[0007]圖形層，所述圖形層具有納米凸起圖形，所述納米凸起圖形之間具有空隙間隔，所述圖；
[0008]外延層；
[0009]接觸層，所述接觸層包括低In組分的低摻雜n型Ina Cl5Gatl.95N層和高In組分的高摻雜n型。進(jìn)一步，所述納米凸起圖形的橫截面形狀為三角形、多邊形或圓形。
[0010]進(jìn)一步，所述納米凸起圖形的橫截面形狀為三角形、多邊形或圓形。
[0011]進(jìn)一步，所述納米凸起圖形的頂部具有平臺(tái)。
[0012]進(jìn)一步，所述納米凸起圖形的寬度為0.05um，高度為lum，所述納米凸起圖形之間的空隙間隔的寬度為0.5um。
[0013]進(jìn)一步，所述外延層包括氮化鎵基緩沖層，非摻雜氮化鎵層，n型氮化鎵基層，多量子阱層，P型鋁鎵氮層，P型氮化鎵層。
[0014]在本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管外延片在襯底與外延層之間具有一層具有納米凸起圖形的圖形層，圖形層具有粗糙的表面，可以對(duì)外延層向下射出的光通過(guò)散射效應(yīng)反射到上表面，從而提高了光提取效率；另外，外延層覆蓋所述圖形層的納米凸起圖形的頂部，圖形層的納米凸起圖形之間是保留空隙間隔的，所以該空隙間隔形成空氣泡，由于空氣與圖形層的材料之間存在較大的折射率差，因此當(dāng)該發(fā)光二極管外延片用于平面結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片或不需要?jiǎng)冸x的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片時(shí)，該空氣泡會(huì)對(duì)外延層向下出射的光有較強(qiáng)的散射和反射作用，從而可以大大提高發(fā)光二極管的出光效率和外量子效率。通過(guò)采用低In組分的低摻雜n型InxGahN層和高In組分的高摻雜n型InxGai_xN層，在雙層式接觸層結(jié)構(gòu)中因?yàn)閾诫s的濃度差而在界面產(chǎn)生調(diào)制參雜結(jié)構(gòu)，由ESD引起的瞬間高壓放電所產(chǎn)生的的電荷在調(diào)制摻雜結(jié)構(gòu)中形成二維空穴氣，從而放散降低了瞬間放電產(chǎn)生的瞬間電流密度，進(jìn)一步減小了 ESD對(duì)器件結(jié)構(gòu)的破壞力，提高了器件的抗靜電能力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】的圖形層納米凸起圖形的橫截面形狀示意圖
[0017]其中:l_Si襯底層，2-氮化鎵基緩沖層，3-非摻雜氮化鎵層，4-n型氮化鎵基層，5-多量子阱層，6-p型鋁鎵氮層，7-p型氮化鎵層，8-接觸層，9-圖形層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]如圖1和圖2所示，其結(jié)構(gòu)從下至上依次為Si襯底層、圖形層、氮化鎵基緩沖層、非摻雜氮化鎵層、n型氮化鎵基層、多量子阱層、p型鋁鎵氮層、p型氮化鎵層和接觸層。
[0020]選取Si作為襯底。
[0021]然后在襯底I上制備圖形層9，圖形層9通過(guò)化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積工藝沉積，在生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積工藝中環(huán)境的控制，使圖形層9的氧化鋅原子自團(tuán)簇，直接沉積形成納米凸起圖形，納米凸起之間具有空隙間隔。然后通過(guò)控制縱向和橫向生長(zhǎng)速度比，使得所述納米凸起圖形的寬度為0.05um，高度為lum，所述納米凸起圖形之間的空隙間隔的寬度為0.5um。納米凸起圖形頂部出現(xiàn)平臺(tái)，呈現(xiàn)柱形。然后再在圖形層9上設(shè)置外延層和接觸層8。
[0022]在530°C生長(zhǎng)20nm厚度的低溫氮化鎵基緩沖層，再升溫至1100°C生長(zhǎng)1.5iim厚度的非摻雜氮化鎵。在1100°c生長(zhǎng)厚度的n型氮化鎵。在N2環(huán)境中，生長(zhǎng)溫度為850°C，生長(zhǎng)5個(gè)周期的多量子阱層和厚度為20nm的GaN壘層。在810°C下，生長(zhǎng)1.6nm的InGaN阱層。升溫至960°C生長(zhǎng)30nm厚度的p型ALa 15Gaa85N層。在940°C生長(zhǎng)150nm厚度的P型氮化鎵層。在810°C生長(zhǎng)2nm厚度的低In組分低摻雜n型Inatl5Gaa95N層和2nm厚度的高In組分高摻雜n型Ina Aaa9N層。最后降溫至室溫，生長(zhǎng)結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管外延片，其特征在于:包括: Si襯底層； 圖形層，所述圖形層具有納米凸起圖形，所述納米凸起圖形之間具有空隙間隔，所述圖形層設(shè)置于所述Si襯底層上； 外延層； 接觸層，所述接觸層包括低In組分的低摻雜n型Inatl5Gaa95N層和高In組分的高摻雜n 型 In01Ga0 9N 層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述納米凸起圖形的橫截面形狀為三角形、多邊形或圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述納米凸起圖形的頂部具有平臺(tái)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述納米凸起圖形的寬度為0.05um，高度為lum，所述納米凸起圖形之間的空隙間隔的寬度為0.5um。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述外延層包括氮化鎵基緩沖層，非摻雜氮化鎵層，n型氮化鎵基層，多量子阱層，p型鋁鎵氮層，p型氮化鎵層。
【文檔編號(hào)】H01L33/10GK203406319SQ201320358682
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】牛志宇 申請(qǐng)人:東莞市德穎光電有限公司