本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別涉及一種LED外延片。
背景技術(shù)：
：近年來(lái),GaN基發(fā)光二極管已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化并在交通信號(hào)燈、全色彩顯示、液晶顯示屏背光、白光照明LED等很多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)器件的可靠性要求不斷提高，而由于LED產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程會(huì)多次受到靜電作用,GaN基LED經(jīng)常受到靜電放電而造成的損害，會(huì)導(dǎo)致器件性能降低，使用壽命減少甚至完全破壞。因此，提高發(fā)光二極管的抗靜電放電放電性能，對(duì)器件的可靠性有著重要影響?，F(xiàn)有技術(shù)有通過(guò)n層GaN中插入超晶格結(jié)構(gòu)以減少位錯(cuò)密度，提高晶體質(zhì)量來(lái)提高抗擊ESD能力的方法，但是通常也會(huì)使正向電壓也隨之升高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種具有高抗靜電能力的LED外延片，以提高LED器件的抗靜電能力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段：一種具有高抗靜電能力的LED外延片，包括襯底，以及在襯底上依次層疊生長(zhǎng)的緩沖層，u型GaN層、n型GaN層，量子阱層以及p型GaN層，n型GaN層包括摻雜濃度先增加然后降低最后再增加的n型濃度變化層，p型GaN層包括摻雜濃度先增加然后降低最后再增加的p型濃度變化層。優(yōu)選的，n型濃度變化層摻雜濃度增加分成N1次實(shí)行，N1大于1。優(yōu)選的，n型濃度變化層摻雜濃度降低分成N2次實(shí)行，N2大于1。優(yōu)選的，n型濃度變化層中Si摻雜濃度最高為1×1018cm-3～5×1018cm-3,Si摻雜濃度最低為1×1017cm-3～5×1017cm-3。優(yōu)選的，n型GaN層還包括摻雜濃度不變的低摻GaN層以及低摻AlGaN層，在n型濃度變化層之前依次形成。優(yōu)選的，n型GaN層與量子阱層之間插入InxGa1-xN/GaN超晶格層，x＝0.01～0.05。優(yōu)選的，p型濃度變化層摻雜濃度增加分成M1次實(shí)行，M1大于1。優(yōu)選的，p型濃度變化層摻雜濃度降低分成M2次實(shí)行，M2大于1。優(yōu)選的，p型濃度變化層中Mg摻雜濃度最高為5×1019cm-3～1×1020cm-3,Mg摻雜濃度最低為1×1019cm-3～5×1019cm-3。優(yōu)選的，p型GaN層還包括低溫GaN層以及AlzGa1-zN電子阻擋層，z＝0.2～0.3,在p型濃度變化層之前依次形成。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：n型GaN層包括摻雜濃度先增加然后降低最后再增加的n型濃度變化層。開(kāi)始摻雜濃度低，能與底層材料實(shí)現(xiàn)更好得晶格匹配；摻雜濃度增加后的降低，使得電阻變大，提高載流子橫向擴(kuò)展能力，進(jìn)而增強(qiáng)抗靜電能力，同時(shí)正常工作時(shí)電子橫向擴(kuò)展也使得電流分部更加均勻，有利于發(fā)光面積的增加，即有利于提高發(fā)光效率；摻雜濃度降低后又增加，一方面提供充足的電子進(jìn)入量子阱進(jìn)行電子空穴復(fù)合發(fā)光，另一方面隨摻雜濃度的變化電阻增加后減少，形成了類似電容的結(jié)構(gòu)，增大LED內(nèi)部電容，進(jìn)一步增強(qiáng)抗靜電能力。p型GaN層包括摻雜濃度先增加然后降低的p型濃度變化層。與n型GaN層類似，開(kāi)始摻雜濃度低，能與底層材料實(shí)現(xiàn)更好得晶格匹配；之后摻雜濃度增加，提供充足的空穴進(jìn)入量子阱進(jìn)行電子空穴復(fù)合發(fā)光，同時(shí)從p型GaN層向量子阱層方向看，電阻增大，提高載流子橫向擴(kuò)展能力，增強(qiáng)抗靜電能力，同時(shí)正常工作時(shí)空穴從p型GaN層流向量子阱層，空穴橫向擴(kuò)展也有利于提高發(fā)光效率；摻雜濃度降低后又增加；與n型GaN層類似，形成了類似電容的結(jié)構(gòu)，增大LED內(nèi)部電容，進(jìn)一步增強(qiáng)抗靜電能力。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行介紹，實(shí)施例僅限于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制。實(shí)施例1見(jiàn)圖1所示，一種具有高抗靜電能力的LED外延片，包括藍(lán)寶石襯底100，以及在藍(lán)寶石襯底100上依次層疊生長(zhǎng)的GaN緩沖層200，u型GaN層300、n型GaN層400，量子阱層500以及p型GaN層600。n型GaN層400包括摻雜濃度先增加然后降低最后再增加的n型濃度變化層410，n型濃度變化層410開(kāi)始濃度1×1017cm-3，之后增加到5×1018cm-3，然后降低到1×1017cm-3，最后再增加到5×1018cm-3。在n型濃度變化層410之前依次形成摻雜濃度不變的低摻GaN層430以及低摻AlGaN層420，低摻摻雜濃度1×1017cm-3，低摻GaN層430與底層更好地晶格匹配，低摻AlGaN層420勢(shì)壘高度大，增強(qiáng)電子橫向遷移率，提高抗靜電能力。n型GaN層與量子阱層之間插入In0.05Ga0.95N/GaN超晶格層700，釋放底層生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。p型GaN層600包括摻雜濃度先增加然后降低最后再增加的p型濃度變化層610，p型濃度變化層610開(kāi)始濃度1×1019cm-3，之后增加到1×1020cm-3，然后降低到1×1019cm-3，最后再增加到1×1020cm-3。在p型濃度變化層610之前依次形成低溫GaN層630以及Al0.2Ga0.8N電子阻擋層620，低溫GaN層630防止Mg進(jìn)入量子阱，對(duì)量子阱造成破壞，Al0.2Ga0.8N電子阻擋層阻擋電子進(jìn)入p型GaN內(nèi)與空穴復(fù)合，增加量子阱內(nèi)空穴濃度，同時(shí)使電子更多的留在量子阱內(nèi)，增加電子空穴對(duì)在量子阱內(nèi)的復(fù)合效率。實(shí)施例2n型濃度變化層410開(kāi)始濃度1×1017cm-3，之后增加到1×1018cm-3，之后增加到5×1018cm-3；然后降低到1×1018cm-3，然后降低到1×1017cm-3；再增加到1×1018cm-3，最后再增加到5×1018cm-3，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。n型濃度變化層摻雜濃度增加或減少分成多次實(shí)行，能更好地實(shí)現(xiàn)晶格匹配的過(guò)渡，同時(shí)更好的提高載流子橫向擴(kuò)展能力。實(shí)施例3p型濃度變化層610開(kāi)始濃度1×1019cm-3，之后增加到5×1019cm-3，之后增加到1×1020cm-3；然后降低到5×1019cm-3，然后降低到1×1019cm-3；再增加到5×1019cm-3，最后再增加到1×1020cm-3，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。p型濃度變化層摻雜濃度增加或減少分成多次實(shí)行，能更好地實(shí)現(xiàn)晶格匹配的過(guò)渡，同時(shí)更好的提高載流子橫向擴(kuò)展能力。實(shí)施例4n型濃度變化層410開(kāi)始濃度1×1017cm-3，之后增加到1×1018cm-3，之后增加到5×1018cm-3；然后降低到1×1018cm-3，然后降低到1×1017cm-3；再增加到1×1018cm-3，最后再增加到5×1018cm-3，p型濃度變化層610開(kāi)始濃度1×1019cm-3，之后增加到5×1019cm-3，之后增加到1×1020cm-3；然后降低到5×1019cm-3，然后降低到1×1019cm-3；再增加到5×1019cm-3，最后再增加到1×1020cm-3，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5實(shí)施例5作為對(duì)比例，一種LED外延片，包括藍(lán)寶石襯底100，以及在藍(lán)寶石襯底100上依次層疊生長(zhǎng)的GaN緩沖層200，u型GaN層300、n型GaN層400，量子阱層500以及p型GaN層600。n型GaN層400包括摻雜濃度不變的低摻GaN層430以及低摻AlGaN層420，低摻摻雜濃度1×1017cm-3，以及高摻GaN層(相對(duì)于本發(fā)明n型濃度變化層410)，高摻摻雜濃度1×1018cm-3，n型GaN層與量子阱層之間插入In0.05Ga0.95N/GaN超晶格層700。p型GaN層600包括低溫GaN層630以及Al0.2Ga0.8N電子阻擋層620以及高溫GaN層(相對(duì)于本發(fā)明p型濃度變化層610)，其中，低溫GaN層630以及Al0.2Ga0.8N電子阻擋層620摻雜濃度低，為1×1019cm-3，高溫GaN層摻雜濃度高，為5×1019cm-3。將各實(shí)施例外延片經(jīng)過(guò)相同芯片加工工藝后，在--2000V下平均ESD良率如下表所示，由此可知，本發(fā)明實(shí)施例ESD良率顯著提高。實(shí)施例各實(shí)施例-2000V下ESD良率實(shí)施190.5％實(shí)施292.7％實(shí)施393.3％實(shí)施494.8％實(shí)施5(對(duì)比例)82.3％當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3