本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及發(fā)光二極管外延片及其制造方法。

背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光器件，廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。發(fā)光二極管芯片為半導(dǎo)體晶體，是發(fā)光二極管的核心組件。其中，發(fā)光二極管芯片一般包括外延片以及設(shè)于外延片上的電極。外延片一般包括襯底、依次層疊在襯底上的緩沖層、n型層、多量子阱層和p型層，其中，多量子阱層包括若干個(gè)量子壘層和若干個(gè)量子阱層，量子壘層與量子阱層相互交替生長。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：現(xiàn)有的發(fā)光二極管外延片中，p型層中不同分散能級(jí)上的空穴注入多量子阱層具有隨機(jī)性，該隨機(jī)性降低了空穴的注入效率，導(dǎo)致多量子阱區(qū)輻射復(fù)合效率較低，降低了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法。所述技術(shù)方案如下：一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，所述外延片包括襯底、在所述襯底上依次向上生長的緩沖層、n型層、多量子阱層和p型層，所述多量子阱層包括若干個(gè)量子壘層和若干個(gè)量子阱層，所述量子壘層與所述量子阱層相互交替生長，所述外延片還包括設(shè)于所述多量子阱層和所述p型層之間的空穴注入層，所述空穴注入層的禁帶寬度大于所述多量子阱層中最靠近所述空穴注入層的所述量子阱層的禁帶寬度；所述外延片還包括設(shè)于所述空穴注入層與所述p型層之間的電子阻擋層，所述電子阻擋層的禁帶寬度大于所述空穴注入層的禁帶寬度；所述空穴注入層為InxGa1-xN層，所述量子阱層為InyGa1-yN層，所述電子阻擋層為p型AlaGa1-aN層，其中，0<x<1，0<y<1，x＜y，0＜a＜1；所述空穴注入層為多層，每層所述空穴注入層的禁帶寬度中，最小的禁帶寬度不小于所述多量子阱層中最靠近所述空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，最大的禁帶寬度不大于所述電子阻擋層的禁帶寬度，各層所述空穴注入層的InxGa1-xN中x的取值不同且InxGa1-xN的厚度厚薄交替。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的制造方法，所述方法包括：提供襯底，并依次在所述襯底上生長緩沖層、n型層；在所述n型層上生長多量子阱層，所述多量子阱層包括若干個(gè)量子壘層和若干個(gè)量子阱層，所述量子壘層與所述量子阱層相互交替生長；在所述多量子阱層上生長p型層；在所述n型層上制作n型電極，在所述p型層上制作p電極；所述方法還包括：在所述多量子阱層和所述p型層之間生長空穴注入層，所述空穴注入層的禁帶寬度大于所述多量子阱層中的最靠近所述空穴注入層的所述量子阱層的禁帶寬度；所述方法還包括：在所述空穴注入層和所述p型之間生長電子阻擋層，所述電子阻擋層的禁帶寬度大于所述空穴注入層的禁帶寬度；所述空穴注入層為InxGa1-xN層，所述量子阱層為InyGa1-yN層，所述電子阻擋層為p型AlaGa1-aN層，其中，0<x<1，0<y<1，x＜y，0＜a＜1；所述空穴注入層為多層，每層所述空穴注入層的禁帶寬度中，最小的禁帶寬度不小于所述多量子阱層中最靠近所述空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，最大的禁帶寬度不大于所述電子阻擋層的禁帶寬度，各層所述空穴注入層的InxGa1-xN中x的取值不同且InxGa1-xN的厚度厚薄交替。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：通過在多量子阱層和p型層之間設(shè)置空穴注入層，空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而在多量子阱層和p型層之間形成一個(gè)勢(shì)阱，該勢(shì)阱能夠?qū)膒型層躍遷到多量子阱層的空穴聚集在空穴注入層里，然后在外加電壓的作用下，空穴注入層將聚集的空穴注入到多量子阱層，從而提高了空穴的注入效率，促進(jìn)了電子和空穴的輻射復(fù)合效率，提高了外延片的發(fā)光效率。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種發(fā)光二極管外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種發(fā)光二極管外延片的制造方法流程圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，參見圖1，該外延片包括：襯底11、在襯底11上依次向上生長的的緩沖層12、n型層13、多量子阱層14、空穴注入層15和p型層17，多量子阱層14包括若干個(gè)量子壘層141和若干個(gè)量子阱層142，量子壘層141與量子阱層142相互交替生長，空穴注入層15的禁帶寬度大于多量子阱層14中最靠近空穴注入層15的量子阱層142的禁帶寬度。其中，禁帶寬度是指一個(gè)能帶寬度，其單位是電子伏特(ev)。固體中電子的能級(jí)是不連續(xù)分布的，從而形成一些不連續(xù)的能帶，自由電子存在的能帶稱為導(dǎo)帶，被束縛的電子要成為自由電子，就必須獲得足夠能量從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，這個(gè)能量的最小值就是禁帶寬度。顯然地，由于空穴是從高勢(shì)能向低勢(shì)能躍遷，在本實(shí)施中，p型層17的禁帶寬度大于空穴注入層15的禁帶寬度，此技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再詳述。在本實(shí)施例中，通過使空穴注入層15的禁帶寬度大于多量子阱層14中最靠近空穴注入層15的量子阱層142的禁帶寬度，從而在p型層17與多量子阱層14之間形成勢(shì)阱，起到聚集空穴的作用。優(yōu)選地，該外延片還包括設(shè)于空穴注入層15與p型層17之間的電子阻擋層16，電子阻擋層16的禁帶寬度大于空穴注入層15的禁帶寬度。通過設(shè)置電子阻擋層16，可以有效防止電子溢流，增加了電子空穴的復(fù)合效率。通過使空穴注入層15的禁帶寬度小于電子阻擋層16的禁帶寬度，從而便于空穴越過電子阻擋層16后聚集到空穴注入層15。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：通過在多量子阱層和p型層之間設(shè)置空穴注入層，空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而在多量子阱層和p型層之間形成一個(gè)勢(shì)阱，該勢(shì)阱能夠?qū)膒型層躍遷到多量子阱層的空穴聚集在空穴注入層里，然后在外加電壓的作用下，空穴注入層將聚集的空穴注入到多量子阱層，從而提高了空穴的注入效率，促進(jìn)了電子和空穴的輻射復(fù)合效率，提高了外延片的發(fā)光效率。通過設(shè)置電子阻擋層，可以有效防止電子溢流，進(jìn)一步增加了電子空穴的復(fù)合效率。實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片，參見圖2，該外延片包括：襯底21、在襯底21上依次向上生長的緩沖層22、n型層23、多量子阱層24、空穴注入層25和p型層27，多量子阱層24包括若干個(gè)量子壘層241和若干個(gè)量子阱層242，量子壘層241與量子阱層242相互交替生長，空穴注入層25的禁帶寬度大于多量子阱層24中最靠近空穴注入層25的量子阱層242的禁帶寬度。可選地，襯底21可以為藍(lán)寶石襯底?？蛇x地，緩沖層22可以為復(fù)合層，可以包括GaN低溫緩沖層和未摻雜的GaN層?？蛇x地，n型層23由n型摻雜的GaN制成，該n型摻雜可以通過Si摻雜獲取，摻雜濃度可以為5×1018cm-3。顯然地，由于空穴是從高勢(shì)能向低勢(shì)能躍遷，在本實(shí)施中，p型層27的禁帶寬度大于空穴注入層25的禁帶寬度，此技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再詳述。優(yōu)選地，空穴注入層25的組成元素與量子阱層242的組成元素相同。通過使空穴注入層25的組成元素與量子阱層242的元素相同，降低了其與多量子阱層24的晶格失配，降低了靠近p型層27的量子阱層242的能帶彎曲度。具體地，在本實(shí)施例中，空穴注入層25為InxGa1-xN層，量子阱層242為InyGa1-yN層，其中，0<x<1，0<y<1，x＜y。即，空穴注入層25與量子阱層242都是由In元素、Ga元素和N元素組成，其中，空穴注入層25與量子阱層242中In的含量不同。在其他實(shí)施例中，空穴注入層25和量子阱層242也可以由Al元素、In元素、Ga元素以及N元素組成，即空穴注入層25和量子阱層242都為AlbIncGa1-b-cN，其中，0<b<0.5，0<c<0.5，且空穴注入層25中的In的含量小于量子阱層242中In的含量。具體地，每個(gè)量子阱層242的厚度可以為3nm。優(yōu)選地，該外延片還包括設(shè)于空穴注入層25與p型層27之間的電子阻擋層26，電子阻擋層26的禁帶寬度大于空穴注入層25的禁帶寬度。通過設(shè)置電子阻擋層26，可以有效防止電子溢流，增加了電子空穴的復(fù)合效率。通過使空穴注入層25的禁帶寬度小于電子阻擋層26的禁帶寬度，從而便于空穴越過電子阻擋層26后聚集到空穴注入層25。具體地，電子阻擋層26為p型AlaGa1-aN層，其中，0<a<1?？蛇x地，在本實(shí)施例中，空穴注入層25可以為單層。通過將空穴注入層25設(shè)為單層，可以節(jié)約空穴注入層25的生長工序，提高生長效率。可選地，在本實(shí)施例中，空穴注入層25也可以為多層，每層空穴注入層25的禁帶寬度中，最小的禁帶寬度不小于多量子阱層24中的最靠近空穴注入層25的量子阱層242的禁帶寬度，最大的禁帶寬度不大于電子阻擋層26的禁帶寬度。其中，不同In組分是指InxGa1-xN中x的取值不同。顯然地，在其他實(shí)施例中，各層中的In的組分可以是部分相同，部分不同。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，多層中每層的厚度不同。在其他實(shí)施例中，多層中每層的厚度可以是一樣的，也可以是逐漸變厚或逐漸變薄，還可以是厚薄交替的。優(yōu)選地，p型層27可以為復(fù)合層，包括p型GaN層和p型GaN接觸層。具體地，p型GaN層的Mg摻雜濃度可以為5×1019cm-3的p型GaN層。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：通過在多量子阱層和p型層之間設(shè)置空穴注入層，空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而在多量子阱層和p型層之間形成一個(gè)勢(shì)阱，該勢(shì)阱能夠?qū)膒型層躍遷到多量子阱層的空穴聚集在空穴注入層里，然后在外加電壓的作用下，空穴注入層將聚集的空穴注入到多量子阱層，從而提高了空穴的注入效率，促進(jìn)了電子和空穴的輻射復(fù)合效率，提高了外延片的發(fā)光效率。通過設(shè)置電子阻擋層，可以有效防止電子溢流，進(jìn)一步增加了電子空穴的復(fù)合效率。實(shí)施例三本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片的制造方法，可以用來制造實(shí)施例一和實(shí)施例二中的外延片，參見圖3，該方法包括：步驟301：提供襯底，并依次在襯底上生長緩沖層、n型層。步驟302：在n型層上生長多量子阱層，多量子阱層包括若干個(gè)量子壘層和若干個(gè)量子阱層，量子壘層與量子阱層相互交替生長。步驟303：在多量子阱層上生長空穴注入層。其中，空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中的最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，且空穴注入層的禁帶寬度小于電子阻擋層的禁帶寬度。其中，禁帶寬度是指一個(gè)能帶寬度，其單位是電子伏特(ev)。固體中電子的能級(jí)是不連續(xù)分布的，從而形成一些不連續(xù)的能帶，要導(dǎo)電就要有自由電子的存在，自由電子存在的能帶稱為導(dǎo)帶，被束縛的電子要成為自由電子，就必須獲得足夠能量從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，這個(gè)能量的最小值就是禁帶寬度。在本實(shí)施例中，通過使空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中的最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而形成勢(shì)阱，起到聚集空穴的作用。步驟304：在空穴注入層上生長p型層。顯然地，由于空穴是從高勢(shì)能向低勢(shì)能躍遷，在本實(shí)施中，p型層的禁帶寬度大于空穴注入層的禁帶寬度，此技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再詳述。在本實(shí)施例中，通過使空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而在p型層與多量子阱層之間形成勢(shì)阱，起到聚集空穴的作用。優(yōu)選地，該方法還包括：在空穴注入層和p型之間生長電子阻擋層，電子阻擋層的禁帶寬大于空穴注入層的禁帶寬度。通過設(shè)置電子阻擋層，可以有效防止電子溢流，增加了電子空穴的復(fù)合效率。通過使空穴注入層的禁帶寬度小于電子阻擋層的禁帶寬度，從而便于空穴越過電子阻擋層后聚集到空穴注入層。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：通過在多量子阱層上生長空穴注入層，空穴注入層的禁帶寬度大于多量子阱層中最靠近空穴注入層的量子阱層的禁帶寬度，從而在多量子阱層和p型層之間形成一個(gè)勢(shì)阱，該勢(shì)阱能夠?qū)膒型層躍遷到多量子阱層的空穴聚集在空穴注入層里，然后在外加電壓的作用下，空穴注入層將聚集的空穴注入到多量子阱層，從而提高了空穴的注入效率，促進(jìn)了電子和空穴的輻射復(fù)合效率，提高了外延片的發(fā)光效率。通過設(shè)置電子阻擋層，可以有效防止電子溢流，進(jìn)一步增加了電子空穴的復(fù)合效率。上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。