CN108075019A - 一种发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体技术领域。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、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层，所述高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个所述子层为P型掺杂的氮化镓层，所述(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。本发明可以对N型氮化镓层中扩散的电子进行有效的阻挡，提高LED的可靠性。
Description
技术领域
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及其制备方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是高效、环保、绿色的新一代固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在迅速而广泛地得到应用。LED的核心部分是芯片，芯片包括外延片和设置在外延片上的电极。
目前外延片的材料主要是氮化镓，这是一种宽禁带的半导体材料(禁带宽度约为3.4eV)，可以产生蓝光，产生的蓝光经过黄光荧光粉即可得到白光，因此氮化镓基LED外延片自20世纪90年代由日本科学家开发成功以来，工艺技术不断进步，发光亮度不断提高，应用领域也越来越广。
现有的氮化镓基LED外延片包括蓝宝石衬底以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层。
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：
氮化镓材料在未掺杂的情况下会表现为N型，即呈现电子导电性，常温下电子浓度约为4*1016/cm3。对外延片通电之后，N型氮化镓层中高浓度(电子浓度为1019/cm3～1021/cm3)的电子，除了漂移到多量子阱层中与空穴进行复合发光之外，还会扩散到未掺杂氮化镓层中，进而扩散到缓冲层中，对缓冲层的晶体结构造成冲击。
由于缓冲层在低温(生长温度为500℃～600℃)下生长形成，晶体质量较差，因此电子扩散到缓冲层造成的冲击会破坏缓冲层的晶体结构。而晶体结构破坏之后产生的缺陷会在温度的促进下快速延伸，导致LED的可靠性出现问题，影响LED的使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术电子扩散到缓冲层造成的冲击破坏缓冲层的晶体结构的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制备方法。所述技术方案如下：
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、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层，所述高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个所述子层为P型掺杂的氮化镓层，所述(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
可选地，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐渐升高。
优选地，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值等于0。
优选地，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值等于第2个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度。
优选地，所述(2*n+1)个子层中第1个层叠的所述子层的厚度最大。
进一步地，所述(2*n+1)个子层中除第1个层叠的所述子层之外的各个所述子层的厚度相同。
更进一步地，所述(2*n+1)个子层中除第1个层叠的所述子层之外的各个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度保持不变。
另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层；
其中，所述高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个所述子层为P型掺杂的氮化镓层，所述(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
可选地，所述高温缓冲层的生长温度为1000℃～1100℃。
可选地，所述高温缓冲层的生长压力为100torr～500torr。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将高温缓冲层从未掺杂氮化镓层改为多个P型掺杂的氮化镓层，P型掺杂剂可以提供空穴，与未掺杂氮化镓层中呈现的电子进行中和。同时多个P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿层叠方向逐层降低，相邻两个P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，位于中间位置的P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度与未掺杂氮化镓层中电子浓度的数量级相同，使多个P型掺杂的氮化镓层中存在一个掺杂浓度与未掺杂氮化镓层中实际的电子浓度(生长材料、生长条件和生长设备等都会改变实际的电子浓度)相差在设定范围内的P型掺杂的氮化镓层，这个P型掺杂的氮化镓层可以实现最佳的中和效果，使这个P型掺杂的氮化镓层接近本征，即电阻率达到最大，可以对N型氮化镓层中扩散的电子进行有效的阻挡，有效避免电子扩散到缓冲层中对晶体结构造成冲击，提高了LED的可靠性，延长了LED的使用寿命。另外，其它P型掺杂的氮化镓层对电子的扩散也起到了一定的阻挡作用。
附图说明
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。
图1是本发明实施例一提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的高温缓冲层的结构示意图；
图3a是本发明实施例一提供的第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的一种变化方式的示意图；
图3b是本发明实施例一提供的第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的另一种变化方式的示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种发光二极管的制备方法的流程图；
图5是本发明实施例三提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。
具体实施方式
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。
实施例一
本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，图1为本实施例提供的发光二极管外延片的结构示意图，参见图1，该发光二极管外延片包括衬底10以及依次层叠在衬底10上的低温缓冲层20、高温缓冲层30、N型氮化镓层40、多量子阱层50和P型氮化镓层60。
图2为本实施例提供的高温缓冲层的结构示意图，参见图2，在本实施例中，高温缓冲层30包括依次层叠的(2*n+1)个子层31，n为正整数(图2中以n＝1为例)。每个子层31为P型掺杂的氮化镓层，(2*n+1)个子层31中P型掺杂剂的掺杂浓度沿高温缓冲层30的层叠方向逐层降低，相邻两个子层31中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的子层31中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
以n＝1为例，高温缓冲层包括依次层叠的3个子层，依次为第一子层、第二子层和第三子层，第一子层、第二子层和第三子层均为P型掺杂的氮化镓层。如果相邻两个数量级之间的比为10，未掺杂的氮化镓层中电子浓度为4*1016/cm3，则可以将第一子层中P型掺杂剂的掺杂浓度设定为2*1017/cm3～6*1017/cm3，第二子层中P型掺杂剂的掺杂浓度设定为2*1016/cm3～6*1016/cm3，第三子层中P型掺杂剂的掺杂浓度设定为2*1015/cm3～6*1015/cm3。
本发明实施例通过将高温缓冲层从未掺杂氮化镓层改为多个P型掺杂的氮化镓层，P型掺杂剂可以提供空穴，与未掺杂氮化镓层中呈现的电子进行中和。同时多个P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿层叠方向逐层降低，相邻两个P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，位于中间位置的P型掺杂的氮化镓层中P型掺杂剂的掺杂浓度与未掺杂氮化镓层中电子浓度的数量级相同，使多个P型掺杂的氮化镓层中存在一个掺杂浓度与未掺杂氮化镓层中实际的电子浓度(生长材料、生长条件和生长设备等都会改变实际的电子浓度)相差在设定范围内的P型掺杂的氮化镓层，这个P型掺杂的氮化镓层可以实现最佳的中和效果，使这个P型掺杂的氮化镓层接近本征，即电阻率达到最大，可以对N型氮化镓层中扩散的电子进行有效的阻挡，有效避免电子扩散到缓冲层中对晶体结构造成冲击，提高了LED的可靠性，延长了LED的使用寿命。另外，其它P型掺杂的氮化镓层对电子的扩散也起到了一定的阻挡作用。
可选地，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿高温缓冲层30的层叠方向逐渐升高，从而尽量减少P型掺杂剂对晶体质量的影响，获得较好的晶体质量。
需要说明的是，当第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿高温缓冲层的层叠方向逐渐升高时，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的最高掺杂浓度高于第2个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度且相差一个数量级。
在本实施例的一种实现方式中，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值可以等于0，可以有效避免P型掺杂剂对低温缓冲层晶体质量的不良影响。
还是以第一子层、第二子层和第三子层为例，第一子层中P型掺杂剂的掺杂浓度从0开始沿高温缓冲层的层叠方向逐渐升高。
图3a为第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的一种变化方式的示意图。可选地，参见图3a，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿高温缓冲层的层叠方向线性上升。
图3b为第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的另一种变化方式的示意图。可选地，参见图3b，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以沿高温缓冲层的层叠方向曲线上升。
在本实施例的另一种实现方式中，第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值可以等于第2个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度，可以避免第1个层叠的子层中浓度变化太大而影响晶体质量。
还是以第一子层、第二子层和第三子层为例，第一子层中P型掺杂剂的掺杂浓度从1016/cm3开始沿高温缓冲层的层叠方向逐渐升高。
优选地，(2*n+1)个子层中第1个层叠的子层的厚度可以最大，以弥补第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿高温缓冲层的层叠方向逐渐升高而带来的空穴损失。
具体地，第1个层叠的子层的厚度可以为50nm～90nm，优选为70nm。
进一步地，(2*n+1)个子层中除第1个层叠的子层之外的各个子层的厚度可以相同，以便于实现。
具体地，(2*n+1)个子层中除第1个层叠的子层之外的各个子层的厚度可以为30nm～50nm，优选为40nm。
更进一步地，(2*n+1)个子层中除第1个层叠的子层之外的各个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度可以保持不变，以便于实现。
具体地，N型氮化镓层40的厚度可以为2.8μm～3.2μm，优选为3μm；N型氮化镓层40中N型掺杂剂的掺杂浓度可以为8×1019/cm3～1.2×1020/cm3，优选为1020/cm3。P型氮化镓层60的厚度可以为180nm～220nm，优选为200nm。
可选地，衬底10可以为图形化蓝宝石衬底(英文：Patterned SapphireSubstrate，简称：PSS)。采用蓝宝石衬底，可以大大降低实现成本，而蓝宝石衬底的图形化表面，可以减少位错密度，提高外延片的生长质量，进而提高LED的发光效率，同时还可以提高LED的出光效率。
在具体实现中，PSS的图形呈半球状，直径可以为2μm，高度可以为1.5μm。
具体地，多量子阱层50可以包括交替层叠的多个量子阱和多个量子垒，量子阱为铟镓氮层，量子垒为氮化镓层。
更具体地，量子阱的厚度可以为2nm～5nm，量子垒的厚度可以为8nm～15nm。量子阱的数量与量子垒的数量相同，量子垒的数量可以为至少6个，如8个。
可选地，低温缓冲层20可以包括依次层叠的氮化铝层和氮化镓层。蓝宝石衬底的主要材料为氧化铝，与氮化镓材料之间具有较大的晶格失配，在蓝宝石衬底和氮化镓材料之间设置氮化铝层作为缓冲层，可以有效缓解蓝宝石衬底和氮化镓材料之间的晶格失配，提高外延片的生长质量，进而提高LED的发光效率。同时在氮化铝层和高温缓冲层之间插入一层生长温度较低的氮化镓层作为缓冲层，可以起到隔断的作用，避免氮化铝层和未掺杂氮化镓层相互影响，更匹配后续氮化镓外延层晶格特点。
具体地，低温缓冲层中的氮化铝层的厚度可以为100nm～200nm，优选为150nm；低温缓冲层中的氮化镓层的厚度可以为38nm～42nm，优选为40nm。
优选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括高温氮化铝层，高温氮化铝层插入在依次层叠的氮化铝层和氮化镓层之间。氮化铝的晶格常数为3，蓝宝石的晶格常数为4.7，两者差别较大，依然存在晶格失配的问题。先在低温下生长一层氮化铝层，可以释放一部分应力；再在高温下生长一层氮化铝层，可以实现较好的生长质量，为后续氮化镓材料的生长提供较好的晶体基础。
具体地，高温氮化铝层的厚度可以为50nm～100nm，优选为70nm。
可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括应力释放层70，应力释放层70设置在N型氮化镓层40和多量子阱层50之间。由于铟镓氮和氮化镓的晶格常数不同，两种不同晶格常数的材料交替层叠，能够起到良好的应力释放作用，为后续量子阱层的生长建立良好的基础，改善多量子阱层的生长质量，提高LED的发光效率。
具体地，应力释放层70可以包括交替层叠的多个铟镓氮层和多个氮化镓层。
更具体地，应力释放层中铟镓氮层的厚度可以为0.5nm～1.5nm，优选为1nm；应力释放层中氮化镓层的厚度可以为1nm～2nm，优选为1.5nm。同时应力释放层中氮化镓层的数量与应力释放层中铟镓氮层的数量相同，铟镓氮层的数量可以为至少3个。
可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括电子阻挡层80，电子阻挡层80设置在多量子阱层50和P型氮化镓层60之间，以避免电子跃迁到P型氮化镓层中与空穴发生非辐射复合，降低LED的发光效率。
具体地，电子阻挡层80可以为P型掺杂的铝镓氮层。
更具体地，电子阻挡层80的厚度可以为30nm～50nm。同时电子阻挡层80中铝组分的含量可以小于10％，如7％。
可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括P型接触层90，P型接触层90设置在P型氮化镓层60上。在外延片上设置P型电极之前，通常都会铺设一层氧化铟锡(英文：Indium tin oxide，简称ITO)薄膜作为透明导电层，如果ITO薄膜直接铺设在P型氮化镓层上，ITO薄膜和P型氮化镓层之间较难形成良好的欧姆接触，而先在P型氮化镓层上设置P型接触层，再在P型接触层上铺设ITO薄膜，外延片即可与ITO薄膜之间形成良好的欧姆接触。
具体地，P型接触层90可以为P型掺杂的铟镓氮层。
更具体地，P型接触层90的厚度可以为4nm～6nm，优选为5nm。若P型接触层的厚度小于4nm，则可能无法形成良好的欧姆接触；若P型接触层的厚度大于6nm，则可能吸收多量子阱层发出的光线，降低LED的发光效率。
同时P型接触层90中铟组分的含量可以为2％～4％，优选为3％。若P型接触层80中铟组分的含量小于2％，则可能无法形成良好的欧姆接触；若P型接触层80中铟组分的含量大于4％，则可能吸收多量子阱层发出的光线，降低LED的发光效率。
实施例二
本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，适用于制备实施例一提供的发光二极管外延片。图4为本实施例提供的制备方法的流程图，参见图4，该制备方法包括：
步骤201：提供一衬底。
步骤202：在衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层。
在本实施例中，高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个子层为P型掺杂的氮化镓层，(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
具体地，高温缓冲层的生长温度可以为1000℃～1100℃，与未掺杂氮化镓层的生长温度相同，无需改变生长条件，实现方便。
具体地，高温缓冲层的生长压力可以为100torr～500torr，与未掺杂氮化镓层的生长压力相同，无需改变生长条件，实现方便。
具体地，N型氮化镓层的生长温度可以为1130℃～1170℃，优选为1150℃；N型氮化镓层的生长压力可以为100torr～500torr。量子阱的生长温度可以为700℃～800℃，量子垒的生长温度可以为800℃～900℃，多量子阱层的生长压力可以为200torr～500torr。P型氮化镓层的生长温度可以为930℃～970℃，优选为950℃；P型氮化镓层的生长压力可以为100torr～500torr。
可选地，衬底可以为PSS。需要说明的是，当衬底为PSS时，缓冲层生长在PSS具有图形的表面上。
可选地，低温缓冲层可以包括依次层叠的氮化铝层和氮化镓层。另外，依次层叠的氮化铝层和氮化镓层之间还可以设有高温氮化铝层。
优选地，低温缓冲层中的氮化铝层和高温氮化铝层都可以采用磁控溅射技术形成。具体地，可以在氮气气氛下，对铝靶进行溅射，形成低温缓冲层中的氮化铝层或者高温氮化铝层。
更具体地，当形成低温缓冲层中的氮化铝层时，加工温度可以为300℃～400℃；当形成高温氮化铝层时，加工温度可以为600℃～800℃。同时加工压力可以为5mTorr～50mTorr。另外，低温缓冲层中的氮化镓层的生长温度可以为500℃～600℃，生长压力可以为400torr～600torr。
进一步地，在形成低温缓冲层中的氮化铝层或者高温氮化铝层之后，该制备方法还可以包括：
采用氢气对氮化铝层进行处理，以去除氮化铝层表面的污染物。
具体地，处理的时间可以为20分钟。
可选地，该制备方法还可以包括：
在N型氮化镓层上生长应力释放层。
相应地，多量子阱层生长在应力释放层上。
具体地，应力释放层可以包括交替层叠的多个铟镓氮层和多个氮化镓层。
更具体地，应力释放层中铟镓氮层的生长温度可以为800℃～900℃，应力释放层中氮化镓层的生长温度可以为900℃～1000℃，应力释放层的生长压力可以为200torr～500torr。
可选地，该制备方法还可以包括：
在多量子阱层上生长电子阻挡层。
相应地，P型氮化镓层生长在电子阻挡层上。
具体地，电子阻挡层的生长温度可以为930℃～970℃，生长压力可以为100torr～300torr。
可选地，该制备方法可以包括：
在P型氮化镓层上生长P型接触层。
具体地，P型接触层的生长温度可以为950℃～1050℃，优选为1000℃；生长压力可以为100torr～500torr。
可选地，该制备方法还可以包括：
对P型氮化镓层进行20min～30min的退火处理，以激活P型氮化镓层中的P型掺杂剂。
需要说明的是，在本实施例中，除低温缓冲层中的氮化铝层和高温氮化铝层以外，其它各层(包括低温缓冲层中的氮化镓层、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层电子阻挡层和P型氮化镓层)均采用Veeco K465i or C4金属有机化合物化学气相沉淀(英文：MetalOrganic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)设备实现LED外延片的生长。生长过程中，采用高纯氢气(H2)或高纯氮气(N2)或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为氮源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，三甲基铝(TMAl)作为铝源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂
实施例三
本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制备方法，是实施例二提供的制备方法的一种具体实现。图5为本实施例提供的制备方法的流程图，参见图5，该制备方法包括：
步骤301：控制加工温度为350℃，溅射压力为25mTorr，在氮气气氛下溅射铝靶，在PSS上形成低温缓冲层中厚度为150nm的氮化铝层。
步骤302：控制加工温度为700℃，溅射压力为25mTorr，在氮气气氛下溅射铝靶，在低温缓冲层中的氮化铝层上形成厚度为70nm的高温氮化铝层。
步骤303：采用氢气对氮化铝层和高温氮化铝层进行20分钟的处理。
步骤304：控制生长温度为550℃，生长压力为500torr，在氮化铝层上形成低温缓冲层中厚度为40nm的氮化镓层。
步骤305：控制生长温度为1000℃，生长压力为300torr，在低温缓冲层上生长高温缓冲层。
在本实施例中，高温缓冲层包括依次层叠的3个子层，3个子层均为P型掺杂的氮化镓层。第1个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度从0开始沿高温缓冲层的层叠方向逐渐升高，最高掺杂浓度为4*1017/cm3，厚度为70nm；第2个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度为4*1016/cm3，厚度为40nm；第3个层叠的子层中P型掺杂剂的掺杂浓度为4*1015/cm3，厚度为40nm。
步骤306：控制生长温度为1150℃，在高温缓冲层上生长厚度为3μm且N型掺杂剂的掺杂浓度为1020/cm3的N型氮化镓层。
步骤307：在N型氮化镓层上生长应力释放层。
在本实施例中，应力释放层包括交替层叠的3个铟镓氮层和3个氮化镓层；铟镓氮层的生长温度为850℃，生长压力为300torr，厚度为1nm；氮化镓的生长温度为950℃，生长压力为300torr，厚度为1.5nm。
步骤308：在应力释放层上生长多量子阱层。
在本实施例中，多量子阱层包括交替层叠的8个量子阱和8个量子垒；量子阱为铟镓氮层，生长温度为750℃，厚度为3.5nm；量子垒为氮化镓层，生长温度为850℃，厚度为11.5nm。
步骤309：控制生长温度为950℃，生长压力为200torr，在多量子阱层上生长厚度为40nm且铝组分的含量为7％的铝镓氮层，形成电子阻挡层。
步骤310：控制生长温度为950℃，生长压力为200torr，在电子阻挡层上生长厚度为200nm的P型氮化镓层。
步骤311：控制生长温度为1000℃，生长压力为200torr，在P型氮化镓层上生长厚度为5nm且铟组分的含量为3％的P型铟镓氮层，形成P型接触层。
将本实施例制造的外延片与现有的外延片进行对比发现，在1000小时1.5倍电流驱动老化条件下，亮度衰减率减少了5.6％，漏电良率提高了2.3％，其它参数基本一致，外观无明显六角形等缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一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、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层，其特征在于，所述高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个所述子层为P型掺杂的氮化镓层，所述(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐渐升高。
3.根据权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值等于0。
4.根据权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，第1个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的最小值等于第2个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度。
5.根据权利要求2～4任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述(2*n+1)个子层中第1个层叠的所述子层的厚度最大。
6.根据权利要求5所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述(2*n+1)个子层中除第1个层叠的所述子层之外的各个所述子层的厚度相同。
7.根据权利要求6所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述(2*n+1)个子层中除第1个层叠的所述子层之外的各个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度保持不变。
8.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层；
其中，所述高温缓冲层包括依次层叠的(2*n+1)个子层，n为正整数，每个所述子层为P型掺杂的氮化镓层，所述(2*n+1)个子层中P型掺杂剂的掺杂浓度沿所述高温缓冲层的层叠方向逐层降低，相邻两个所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度相差一个数量级，第(n+1)个层叠的所述子层中P型掺杂剂的掺杂浓度的数量级与未掺杂的氮化镓层中电子浓度的数量级相同。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高温缓冲层的生长温度为1000℃～1100℃。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述高温缓冲层的生长压力为100torr～500torr。
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