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，其結(jié)構(gòu)包括Si襯底層、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，其特征在于：還包括生長(zhǎng)在所述Si襯底層上的Al2O3保護(hù)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)用新型的ED外延片，可以阻止SixNy層的形成，并引入新的結(jié)構(gòu)防止ESD對(duì)器件的損傷。
【專利說明】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]目前，國(guó)內(nèi)外研究人員不斷對(duì)Si襯底的發(fā)光二極管外延片進(jìn)行研究。然而，Si襯底遇活性N后易在界面處形成無定形的SixNy層，SixNy層對(duì)整個(gè)發(fā)光二極管外延片的良好工作產(chǎn)生了極為不利的影響。因此，即便Si襯底具有成本低、散熱好，且方便制成垂直器件等優(yōu)點(diǎn)，具有非常良好的發(fā)展前景，但要使Si襯底來制造發(fā)光二極管外延片，勢(shì)必要阻止SixNy層的形成。在發(fā)光二極管外延片工作過程中，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
[0003]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，可以防止在Si襯底的發(fā)光二極管外延片上形成SixNy層，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。
[0004]一種發(fā)光二極管外延片，其結(jié)構(gòu)包括Si襯底層、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，其特征在于:還包括生長(zhǎng)在所述Si襯底層上的A1203保護(hù)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InaiGaa9N層。
[0005]進(jìn)一步，所述A1203保護(hù)層的厚度為3-5nm。
[0006]進(jìn)一步，所述氣化嫁基緩沖層的厚度為20nm。
[0007]進(jìn)一步,所述低In組分低摻雜n型Inaci5Gaa95N層的厚度為2nm,所述高In組分高摻雜n型InaiGaa9N層的厚度為2nm。
[0008]進(jìn)一步,所述p型氮化鎵層的厚度為150nm。
[0009]本發(fā)明使用Si作為襯底，在Si襯底上先生長(zhǎng)一層A1203保護(hù)層，可有效防止Si在界面處與活性N反應(yīng)形成無定形的SixNy，從而避免SixNy層對(duì)整個(gè)發(fā)光二極管外延片工作的影響。通過采用低In組分的低摻雜n型InxGahN層和高In組分的高摻雜n型InxGapxN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】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]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-A1203保護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0012]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)的說明。
[0013]如圖1所示，其結(jié)構(gòu)從下至上依次為Si襯底層、A1203保護(hù)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。
[0014]選取Si襯底，在Si面上鍍上一層厚度為3-5nm的Al層，在Si襯底溫度為800-900°C時(shí)通入氧等離子體至形成A1203保護(hù)層,保溫30min。
[0015]在530°C溫度下，在A1203保護(hù)層上生長(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)2iim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AL。.15GaQ.85N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 ^aa9N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，其結(jié)構(gòu)包括Si襯底層、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，其特征在于:還包括生長(zhǎng)在所述Si襯底層上的A1203保護(hù)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Ina Aaa9N層。
2.根據(jù)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A1203保護(hù)層的厚度為 3_5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述氮化鎵基緩沖層的厚度為20nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延片，其特征在于:所述低In組分低摻雜n型Inatl5Gaa95N層的厚度為2nm,所述高In組分高摻雜n型InaiGaa9N層的厚度為2nm。
5.根據(jù)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p型氮化鎵層的厚度為 150nm。
【文檔編號(hào)】H01L33/02GK203406315SQ201320358814
【公開日】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