一种电子阻挡层生长方法、外延层及LED芯片与流程

一种电子阻挡层生长方法、外延层及led芯片
技术领域
1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电子阻挡层生长方法、外延层及led芯片。


背景技术：

2.iii族氮化物器件，例如gan(氮化镓)基的led芯片，由于其高可靠性、高性价比以及高效率而吸引人们的关注，并被广泛应用于各行业。随着gan基led芯片生产工艺的日益成熟，业内对gan基led芯片的发光效率提出更高的要求，如何提升led芯片的发光效率是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供一种电子阻挡层生长方法、外延层及led芯片，旨在提升led芯片的发光效率。
4.本技术提供一种外延层，包括：
5.n型半导体层；
6.有源层；
7.p型半导体层；以及
8.电子阻挡层；
9.其中，电子阻挡层设置于有源层与p型半导体层之间，n型半导体层设置于有源层远离电子阻挡层的一侧；电子阻挡层包括：
10.靠近有源层的近端含铝垒层；
11.靠近p型半导体层的远端含铝垒层，远端含铝垒层中铝组分含量低于近端含铝垒层中铝组分含量；以及
12.设置于近端含铝垒层与远端含铝垒层之间的含铟阱层。
13.上述外延层中在有源层与p型半导体层之间设置了电子阻挡层，用于阻挡有源层中的电子逃逸到p型半导体层，提升了有源层中电子与空穴的复合效率，有利于增加基于该外延层所制得的led芯片的内量子效率。同时，因为电子阻挡层中利用近端含铝垒层、含铟阱层以及远端含铝垒层形成了空穴泵浦结构，含铟阱层作为沟道层，可以提升空穴向有源层的注入效率，有效地增大了有源层中电子和空穴的有效发光复合几率，提升了基于该外延层制得的led芯片的发光效率。另外，因为远端含铝垒层中的铝组分含量低于近端含铝垒层中的铝组分含量，所以，远端含铝垒层的势垒低于近端含铝垒层的势垒，这样有利于降低器件的正向电压。
14.可选地，近端含铝垒层与远端含铝垒层中包括algan，含铟阱层中包括ingan。
15.可选地，近端含铝垒层中依次包括第一子层、第二子层以及第三子层，且第一子层距离有源层最近；自靠近有源层的一侧到远离有源层的一侧，第一子层中铝组分含量逐渐升高，第二子层中铝组分含量保持不变，第三子层中铝组分含量逐渐降低，且第一子层、第
二子层以及第三子层中铝组分含量的峰值相同。
16.上述外延层的近端含铝垒层中，铝组分含量先逐渐升高，然后保持一段时间随后再逐渐降低，铝组分含量的渐变式变化可以减小近端含铝垒层与两侧层结构之间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。另外，铝组分含量到达峰值之后会维持该组分含量生长一段时间，这样可以增高近端含铝垒层的势垒，增强其电子阻挡能力。
17.可选地，含铟阱层依次包括第四子层、第五子层，且第四子层距离有源层更近；自靠近有源层的一侧到远离有源层的一侧，第四子层中铟组分含量逐渐升高，第五子层中铟组分含量逐渐降低。
18.上述外延层的含铟阱层中，铟组分含量先逐渐升高，然后再逐渐降低，铟组分含量的渐变式变化可以减小含铟阱层与近端含铝垒层以及远端含铝垒层间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。
19.可选地，远端含铝垒层中依次包括第六子层、第七子层，且第六子层距离有源层更近；自靠近有源层的一侧到远离有源层的一侧，第六子层中铝组分含量逐渐升高，第七子层中铝组分含量逐渐降低。
20.上述外延层的远端含铝垒层中，铝组分含量先逐渐升高，然后再逐渐降低，组分含量的渐变式变化可以减小及远端含铝垒层与含铟阱层间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。
21.基于同样的发明构思，本技术还提供一种led芯片，包括：
22.n型半导体层；
23.有源层；
24.p型半导体层；
25.电子阻挡层；
26.与n型半导体层电连接的n电极；以及
27.与p型半导体层电连接的p电极；
28.其中，电子阻挡层设置于有源层与p型半导体层之间，n型半导体层设置于有源层远离电子阻挡层的一侧；电子阻挡层包括：
29.靠近有源层的近端含铝垒层；
30.靠近p型半导体层的远端含铝垒层，远端含铝垒层中铝组分含量低于近端含铝垒层中铝组分含量；以及
31.设置于近端含铝垒层与远端含铝垒层之间的含铟阱层。
32.上述led芯片中在有源层与p型半导体层之间设置了电子阻挡层，用于阻挡有源层中的电子逃逸到p型半导体层，提升了有源层中电子与空穴的复合效率，有利于增加基于该led芯片的内量子效率。同时，因为电子阻挡层中利用近端含铝垒层、含铟阱层以及远端含铝垒层形成了空穴泵浦结构，含铟阱层作为沟道层，可以提升空穴向有源层的注入效率，有效地增大了有源层中电子和空穴的有效发光复合几率，提升了led芯片的发光效率。另外，因为远端含铝垒层中的铝组分含量低于近端含铝垒层中的铝组分含量，所以，远端含铝垒层的势垒低于近端含铝垒层的势垒，这样有利于降低器件的正向电压。
33.基于同样的发明构思，本技术还提供一种电子阻挡层生长方法，包括：
34.在有源层远离n型半导体层的一面上生长近端含铝垒层；
35.在近端含铝垒层上生长含铟阱层；
36.在含铟阱层上生长远端含铝垒层，远端含铝垒层中铝组分含量低于近端含铝垒层中铝组分含量。
37.上述电子阻挡层生长方法中，不仅会在有源层上设置电子阻挡层，利用电子阻挡层来阻挡有源层中的电子向p型半导体层的逃逸，提升了有源层中电子与空穴的复合效率，增加了基于该led芯片的内量子效率。同时，因为电子阻挡层中利用近端含铝垒层、含铟阱层以及远端含铝垒层形成了空穴泵浦结构，含铟阱层作为沟道层，可以提升空穴向有源层的注入效率，有效地增大了有源层中电子和空穴的有效发光复合几率，提升了led芯片的发光效率。另外，因为远端含铝垒层中的铝组分含量低于近端含铝垒层中的铝组分含量，所以，远端含铝垒层的势垒低于近端含铝垒层的势垒，这样有利于降低器件的正向电压。
38.可选地，在有源层远离n型半导体层的一面上生长近端含铝垒层包括：
39.在有源层上生长铝组分含量逐渐升高的第一子层；
40.在第一子层上生长铝组分含量维持不变的第二子层；
41.在第二子层上生长铝组分含量逐渐降低的第三子层。
42.上述电阻阻挡层生长方法中，因为生长近端含铝垒层时，铝组分含量先逐渐升高，接着保持一段时间，随后再逐渐降低，铝组分含量的渐变式变化可以减小近端含铝垒层与两侧层结构之间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。另外，铝组分含量到达峰值之后会维持该组分含量生长一段时间，这样可以增高近端含铝垒层的势垒，增强其电子阻挡能力。
43.可选地，在近端含铝垒层上生长含铟阱层包括：
44.在近端含铝垒层上生长铟组分含量逐渐升高的第四子层；
45.在第四子层上生长铟组分含量逐渐降低的第五子层。
46.上述电阻阻挡层生长方法中，因为生长含铟阱层时，铟组分含量先逐渐升高，然后再逐渐降低，铟组分含量的渐变式变化可以减小含铟阱层与近端含铝垒层以及远端含铝垒层间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。
47.可选地，在含铟阱层上生长远端含铝垒层包括：
48.在含铟阱层上生长铝组分含量逐渐升高的第六子层；
49.在第六子层上生长铝组分含量逐渐降低的第七子层。
50.上述电阻阻挡层生长方法中，因为远端含铝垒层时，铝组分含量先逐渐升高，然后再逐渐降低，组分含量的渐变式变化可以减小及远端含铝垒层与含铟阱层间的晶格失配，降低外延层中的缺陷密度，提升晶体生长质量，进而提升晶体的发光效率。
附图说明
51.图1为本技术一可选实施例中提供的外延层的一种结构示意图；
52.图2为本技术一可选实施例中提供的电子阻挡层生长方法的一种流程示意图；
53.图3为本技术一可选实施例中提供的电子阻挡层生长的一种制程示意图；
54.图4a为本技术一可选实施例中提供的生长近端含铝垒层的一种流程示意图；
55.图4b为本技术一可选实施例中提供的生长近端含铝垒层的一种制程示意图；
56.图4c为本技术一可选实施例中提供的生长近端含铝垒层时铝组分含量的一种变化示意图；
57.图5为本技术一可选实施例中提供的生长近端含铝垒层时铝组分含量的另一种变化示意图；
58.图6a为本技术一可选实施例中提供的生长含铟阱层的一种流程示意图；
59.图6b为本技术一可选实施例中提供的生长含铟阱层的一种制程示意图；
60.图6c为本技术一可选实施例中提供的生长含铟阱层时铟组分含量的一种变化示意图；
61.图7a为本技术一可选实施例中提供的生长远端含铝垒层的一种流程示意图；
62.图7b为本技术一可选实施例中提供的生长远端含铝垒层的一种制程示意图；
63.图7c为本技术一可选实施例中提供的生长远端含铝垒层时铝组分含量的一种变化示意图；
64.图8为本技术一可选实施例中提供的led芯片的一种结构示意图；
65.图9为本技术另一可选实施例中提供的外延层的一种结构示意图；
66.图10为本技术另一可选实施例中提供的外延层生长的一种流程示意图；
67.图11为本技术另一可选实施例中提供的外延层生长的一种制程示意图；
68.图12为本技术另一可选实施例中提供的电子阻挡层的一种结构示意图；
69.图13为本技术另一可选实施例中提供的生长电子阻挡层时铝组分含量与因组分含量的一种变化示意图。
70.附图标记说明：
71.10-外延层；11-n型半导体层；12-有源层；13-p型半导体层；14-电子阻挡层；141-近端含铝垒层；1411-第一子层；1412-第二子层；1413-第三子层；142-含铟阱层；1421-第四子层；1422-第五子层；143-远端含铝垒层；1431-第六子层；1432-第七子层；8-led芯片；81-n电极；83-p电极；90-外延层；91-衬底；92-缓冲层；93-gan本征层；94-n型gan层；95-n型阻滞层；96-有源层；97-电子阻挡层；971-近端algan层；9711-第一子层；9712-第二子层；9713-第三子层；972-ingan层；9721-第四子层；9722-第五子层；973-远端algan层；9731-第六子层；9732-第七子层；98-p型gan层。
具体实施方式
72.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
73.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
74.led器件是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在有源层内复合而发光。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，led具有低电压、低
功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在被迅速广泛地得到应用，尤其是在照明领域与显示领域。
75.如何提高led芯片的光效(即发光下效率)一直是业内的研究热点，基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
76.本技术一可选实施例：
77.本技术首先提供一种外延层，请参见图1出的该外延层的一种结构示意图：外延层10包括n型半导体层11、有源层12以及p型半导体层13，有源层12介于n型半导体层11与p型半导体层13之间。同时，外延层10中还包括电子阻挡层(ebl，electron-blocking layer)14，电子阻挡层14设置在有源层12与p型半导体层13之间，电子阻挡层14能够阻挡有源层12中逃逸的电子进入到p型半导体层13中。可以理解的是，外延层10中还可以包括一个或多个其他层结构，例如还可以包括缓冲层、本征层、欧姆接触层等层结构中的至少一种。
78.在本实施例中，自靠近有源层12的一侧，到靠近p型半导体层13的一侧，电子阻挡层14依次包括近端含铝垒层141、含铟阱层142以及远端含铝垒层143。其中“近端含铝垒层”、“远端含铝垒层”中的“近端”、“远端”是两个层结构相对于有源层12的距离而言的：近端含铝垒层141距离有源层12相对较近，而远端含铝垒层143距离有源层12相对较远。在本实施例中，含铟阱层142作为沟道层，与近端含铝垒层141、远端含铝垒层143一起构成空穴注入的泵浦结构，可以增加p型半导体层13中空穴向有源层12的注入效率，进而增加有源层12中电子与空穴的复合几率。
79.同时，因为远端含铝垒层143中铝组分含量低于近端含铝垒层141中的铝组分含量，因此，远端含铝垒层143的势垒低于近端含铝垒层141的势垒，这样有利于降低led芯片的正向电压。在本实施例的一些示例中，远端含铝垒层143中铝组分含量为近端含铝垒层141中铝组分含量的45％～75％，例如，可以为50％～70％。可选地，在一些示例中，远端含铝垒层143中铝组分含量为近端含铝垒层141中铝组分含量的45％、50％、55％、60％或75％中的任意一种。当然，本领域技术人员可以理解的是，二者铝组分含量的百分比数值不限于上述几种。
80.在本实施例的一些示例中，近端含铝垒层141与远端含铝垒层143中包括algan(铝镓氮)。在本实施例的一些示例中，含铟垒层142中包括ingan(铟镓氮)。可以理解的是，电子阻挡层14可以为p型掺杂的层结构，所以其中可以包含p型掺杂元素，例如包括但不限于mg(镁)、zn(锌)等。
81.在本实施例中还提供一种用于生长电子阻挡层14的电子阻挡层生长方法，请参见图2与图3：
82.s202：在有源层远离n型半导体层的一面上生长近端含铝垒层。
83.可以理解的是，因为电子阻挡层14位于有源层12与p型半导体层13之间，而生长外延层10的过程中，通常是从n型半导体层11所在的一侧向着p型半导体层所在一侧的方向生长的，所以，电子阻挡层14应该是在有源层12的生长完成之后，在有源层12上外延生长的。可以理解的是，在有源层12之下还生长有n型半导体层11，请结合图3中的(a)，近端含铝垒层141就在有源层12远离n型半导体层11的一面上生长，如图3的(b)。
84.s204：在近端含铝垒层上生长含铟阱层。
85.生长了近端含铝垒层141之后，可以在近端含铝垒层141上继续外延层生长含铟阱
层142，请结合图3中的(c)。
86.s206：在含铟阱层上生长远端含铝垒层，远端含铝垒层中铝组分含量低于近端含铝垒层中铝组分含量。
87.生长了含铟阱层142之后，可以在含铟阱层142上生长远端含铝垒层143，如图3中的(d)，在本实施例中，生长远端含铝垒层143时通入反应室的铝源的组分含量低于生长近端含铝垒层141时通入反应室的铝源的组分含量，这样可以保证生长出的远端含铝垒层143中的铝组分含量低于近端含铝垒层141中的铝组分含量，从而保证远端含铝垒层143的势垒低于近端含铝垒层141的势垒。
88.在本实施例的一些示例中，生长电子阻挡层14时，至少部分阶段采用组分渐变的方式进行生长，因此近端含铝垒层141的铝组分含量、远端含铝垒层143的铝组分含量以及含铟阱层143的铟组分含量三者中的至少一个渐变。例如，在电子阻挡层14中，可以仅有近端含铝垒层141中的铝组分含量渐变，也可以仅有远端含铝垒层143中的铝组分含量渐变，还可以是仅仅含铟阱层142中的铟组分含量渐变。在另一些示例中，可以是近端含铝垒层141的铝组分含量与含铟阱层142中的铟组分含量渐变，或者是近端含铝垒层141的铝组分含量与远端含铝垒层143的铝组分含量渐变，当然，也可以是远端含铝垒层143的铝组分含量与含铟阱层142中的铟组分含量渐变。在本实施例的部分示例中，电子阻挡层14中近端含铝垒层141的铝组分含量、远端含铝垒层143的铝组分含量以及含铟阱层142中的铟组分含量均渐变。
89.可以理解的是，渐变的方式包括线性渐变和阶梯式渐变两种，在本实施例的一些示例中，电子阻挡层14中存在组分含量渐变的层结构均可以采用线性渐变的方式生长，也可以采用阶梯式渐变的方式生长；还有一些示例中，电子阻挡层14中部分可以部分组分含量渐变的层结构采用线性渐变的方式生长，另外部分则采用阶梯式渐变的方式生长。
90.在本实施例的一些示例中近端含铝垒层141中的铝组分含量渐变，例如，为了降低近端含铝垒层141与有源层12以及含铟阱层142之间的晶格失配，自靠近有源层12的一侧到远离有源层的一侧，近端含铝垒层141中的铝组分含量会先逐渐升高，后逐渐降低。部分示例中，近端含铝垒层141中的铝组分含量逐渐升高至峰值之后，会立即逐渐下降，但另外部分示例中，近端含铝垒层141中的铝组分含量逐渐升高至峰值之后，会在中间的一个层结构中保持峰值，然后才会逐渐下降。所以在一些示例中，近端含铝垒层141中包括第一子层1411、第二子层1412以及第三子层1413。下面结合图4a、图4b以及图4c对生长近端含铝垒层141的过程进行介绍：
91.s402：在有源层上生长铝组分含量逐渐升高的第一子层。
92.在图4b的(a)中，外延层10中n型半导体层11与有源层12已经生长完成，在这种情况下，第一子层1411在有源层12上生长，如图4b中的(b)。请结合图4c中示出的近端含铝垒层141生长阶段中的铝组分含量变化示意图，图4c中，横轴表示时间(t)，纵轴表示组分含量百分比(n％)，从图4c中可以看出，铝组分含量的变化分为三个阶段：逐渐升高阶段、保持阶段以及逐渐降低阶段；其中，第一子层1411就对应于逐渐升高阶段，所以，在生长第一子层1411时，铝组分含量逐渐升高，可以理解的是，虽然在图4c中铝组分含量的升高与降低都是线性变化的，但在本实施例的其他一些示例中，也可以采用阶梯式的渐变方式，例如在图5中示出了另外一种近端含铝垒层141生长阶段中的铝组分含量变化示意图。
93.在本实施例的一些示例中，第一子层1411中铝组分含量是从0逐渐升高，例如，可以升高至6％～12％，例如第一子层1411中铝组分含量的峰值可以是包括但不限于6％、7％、9％、10％、10.5％或者12％中的任意一种。
94.s404：在第一子层上生长铝组分含量维持不变的第二子层。
95.在第一子层1411生长完成以后，可以在第一子层1411上维持第一子层1411中铝组分含量的峰值生长第二子层1412，如图4b中的(c)所示。显然，第二子层1412对应于图4c中第二阶段，即铝组分含量维持不变的阶段。
96.s406：在第二子层上生长铝组分含量逐渐降低的第三子层。
97.生长完第二子层1412之后，可以在第二子层1412上生长第三子层1413，如图4b中的(d)所示，第三子层1413对应于图4c中的第三个阶段，生长第三子层1413时，铝组分含量逐渐降低，因此，在第三子层1413中，自靠近有源层12的一侧到远离有源层12的一侧，铝组分含量逐渐降低。
98.在本实施例的一些示例中含铟阱层142中的铝组分含量渐变，例如，为了降低含铟阱层142与近端含铝垒层141以及远端含铝垒层143之间的晶格失配，自靠近有源层12的一侧到远离有源层的一侧，含铟阱层142中的铟组分含量会先逐渐升高，后逐渐降低。所以在一些示例中，含铟阱层142中包括第四子层1421、第五子层1422。下面结合图6a、图6b以及图6c对生长含铟阱层142的过程进行介绍：
99.s602：在近端含铝垒层上生长铟组分含量逐渐升高的第四子层。
100.在图6b的(a)中，第四子层1421生长之前，近端含铝垒层141已经生长完成，因此第四子层1421在近端含铝垒层141上生长，如图6b中的(b)。请结合图6c中示出的含铟阱层142生长阶段中的铟组分含量变化示意图，从图6c中铟组分含量的变化分为两个阶段：逐渐升高阶段、与逐渐降低阶段；其中，第四子层1421就对应于逐渐升高阶段，所以，在生长第四子层1421时，铟组分含量逐渐升高，可以理解的是，虽然在图6c中铟组分含量的升高与降低都是线性变化的，但在本实施例的其他一些示例中，也可以采用阶梯式的渐变方式。
101.在本实施例的一些示例中，第四子层1421中铟组分含量是从0逐渐升高，例如，可以升高至2％～6％，例如第四子层1421中铟组分含量的峰值可以是包括但不限于2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或者6％中的任意一种。
102.s604：在第四子层上生长铟组分含量逐渐降低的第五子层。
103.生长完第四子层1421之后，可以在第四子层1421上生长第五子层1422，如图6b中的(c)所示，第五子层1422。对应于图6c中的第二个阶段，生长第五子层1422时，铟组分含量逐渐降低，因此，在第五子层1422中，自靠近有源层12的一侧到远离有源层12的一侧，铟组分含量逐渐降低。
104.可以理解的是，虽然图4c中含铟阱层142的生长仅分为两个大的阶段，但在本实施例的其他一些示例中，含铟阱层142的生长也可以分为更多的阶段，例如，在逐渐升高阶段与逐渐降低阶段之间也可以插入铟组分含量维持在峰值的保持阶段；或者依次包括逐渐升高阶段、保持阶段、逐渐升高阶段、逐渐降低阶段、保持阶段与逐渐降低阶段等。
105.在本实施例的一些示例中远端含铝垒层143中的铝组分含量渐变，例如，为了降低远端含铝垒层143与含铟阱层142之间的晶格失配，自靠近有源层12的一侧到远离有源层的一侧，远端含铝垒层143中的铝组分含量会先逐渐升高，后逐渐降低。所以在一些示例中，远
端含铝垒层143中包括第六子层1431、第七子层1432。下面结合图7a、图7b以及图7c对生长远端含铝垒层143的过程进行介绍：
106.s702：在含铟阱层上生长铝组分含量逐渐升高的第六子层。
107.在图7b的(a)中，含铟阱层142生长完成。第六子层1431在含铟阱层142上生长，如图7b中的(b)。请结合图7c中示出的远端含铝垒层143生长阶段中的铝组分含量变化示意图，从图7c中铝组分含量的变化分为两个阶段：逐渐升高阶段、与逐渐降低阶段；其中，第六子层1431就对应于逐渐升高阶段，所以，在生长第六子层1431时，铝组分含量逐渐升高，可以理解的是，虽然在图7c中铝组分含量的升高与降低都是线性变化的，但在本实施例的其他一些示例中，也可以采用阶梯式的渐变方式。
108.在本实施例的一些示例中，第六子层1431中铝组分含量是从0逐渐升高，例如，可以升高至4％～8％，例如第六子层1431中铝组分含量的峰值可以是包括但不限于4％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、或者8％中的任意一种。
109.s704：在第六子层上生长铝组分含量逐渐降低的第七子层。
110.生长完第六子层1431之后，可以在第六子层1431上生长第七子层1432，如图7b中的(c)所示，第七子层1432。对应于图7c中的第二个阶段，生长第七子层1432时，铝组分含量逐渐降低，因此，在第七子层1432中，自靠近有源层12的一侧到远离有源层12的一侧，铝组分含量逐渐降低。
111.本实施例还提供一种led芯片，请参见图8所示的led芯片的结构示意图：led芯片8包括前述任意一种示例中提供的外延层10，另外led芯片8中还包括电极，具体包括与外延层10中n型半导体层11电连接的n电极81，与p型半导体层13电连接的p电极83。对于外延层10的具体结构与细节，前面已经做了比较详细的阐述，这里不再赘述。应当理解的是，虽然图8中led芯片8的两个芯片电极位于外延层10的同一侧，属于倒装结构，但在本实施例的其他一些示例中，也可以基于外延层10制备得到其他结构，例如正装结构、垂直结构的led芯片。
112.本实施例提供的外延层、led芯片以及电子阻挡层生长方法，在设置用于阻挡电子进入p型半导体层的电子阻挡层时，可以形成垒层/阱层/垒层的泵浦结构，利用泵浦结构将p型半导体层中的空穴注入到有源层中，提升了有源层中载流子的注入率，当然也就增加了电子与空穴复合的概率，提升了有源层的发光效率。而且，因为电子阻挡层中远离有源层的远端含铝垒层的势垒低于靠近有源层的近端含铝垒层的势垒，因此可以降低led芯片的正向电压。更进一步地，因为电子阻挡层中近端含铝垒层、含铟阱层以及远端含铝垒层都可以采用组分渐变的方式生长，这样可以降低外延层中的晶格失配，减小外延层晶体的缺陷密度，提升晶体质量，进而增加基于该外延层所制得的led芯片的出光效率。
113.本技术另一可选实施例：
114.为了让本领域技术人员对前述示例中所提供的电子阻挡层生长方法、外延层以及led芯片的优点与细节更清楚，本实施例将结合示例对前述方案做进一步阐述，请参见图9示出的一种外延层90的结构示意图：
115.外延层90依次包括衬底91、缓冲层92(或成核层)、gan本征层93、n型gan层94、n型阻滞层95、有源层96、电子阻挡层97以及p型gan层98。另外，在本实施例的一些示例中，在n型阻滞层95与有源层96之间还可以设置应力释放层(srl，stress relieflayer)。应当理解
的是，在生长外延层90时，也是在衬底91上按照前述各层结构的排列顺序依次生长。下面结合图10示出的外延层90的生长流程示意图以及图11示出的外延层的生长制程示意图对外延层90的生长过程进行阐述：
116.s1002：提供一衬底，并将衬底置于反应室中。
117.如图11中的(a)，本实施例中，衬底91可以包括但不限于蓝宝石衬底、硅衬底或者是gan衬底中的任意一种，这里以蓝宝石衬底91为例。可以理解的是，在利用衬底91进行外延生长时，可以在正式生长以前先做好准备工作，例如对衬底进行预热、清洁等。例如，一种示例中可以在1000～1100℃的温度下对蓝宝石衬底进行烘烤，清洁衬底91表面。
118.本实施例中生长外延层90时采用mocvd(metal-organic chemical vapor deposition，金属有机化合物化学气相沉积)技术磊晶生长，所以反应室可以为mocvd反应室。金属有机源包括tmga(三甲基镓)，tega(三乙基镓)，tmin(三甲基铟)，tmal(三甲基铝)；利用nh3(氨气)提供生长所需的n源；n型掺杂利用sih4(硅烷)提供si源或者利用geh4(锗烷)提供ge源；p型掺杂利用cp2mg(二茂镁)提供镁源，n2(氮气)和h2(氢气)中的至少一种则可以作为输送有机源的载气。
119.s1004：在衬底上生长缓冲层。
120.对衬底91的处理完成后，可以降低温度到540～660℃，生长一层15～35nm的缓冲层92，如图11中的(b)所示，生长压力为100～400mbar。
121.s1006：在缓冲层上生长gan本征层。
122.缓冲层92生长完成以后，可以生长gan本征层93，如图11中的(c)也即生长未掺杂的gan层，可选地，生长完缓冲层92以后，可以升温至950～1050℃以生长1～3um的gan本征层93，生长压力为100～400mbar。
123.s1008：在gan本征层上生长n型gan层。
124.接着，可以在1050～1150℃的温度条件，300～600mbar的压力条件下生长1～3um的n型gan层94，如图11中的(d)。
125.s1010：在n型gan层上生长n型阻滞层。
126.n型gan层94生长完成后，外延生长n型阻滞层95，如图11中的(e)，n型阻滞层95的生长温度约为1050～1150℃，生长压力约为100～400mbar。
127.s1012：在n型阻滞层上生长有源层。
128.n型阻滞层95生长完成以后，继续生长有源层96，如图11的(f)所示。有源层96中，垒层与阱层交替生长5～15个周期，其中，垒层通过在n2氛围下，800～900℃的温度，300～600mbar的压力下生长，厚度约为8～15nm；阱层通过在n2氛围下，650～750℃的温度，300～600mbar的压力下生长，厚度在2～6nm之间。
129.s1014：在有源层上生长电子阻挡层。
130.在有源层96生长完成以后，将反应室的温度升温至950～1050℃之间，同时将压力维持在100～300mbar之间，以在有源层96上生长电子阻挡层97，电子阻挡层97的生长厚度在30～50nm之间，如图11中的(g)。在本实施例中，电子阻挡层97的生长分为三个阶段，这三个阶段分别用于生长近端含铝垒层，含铟阱层与远端含铝垒层，如图12所示，其中，近端含铝垒层为近端algan层971，含铟阱层为ingan层972，而远端含铝垒层为远端algan层973。
131.下面进一步结合结合图13对近端algan层971、ingan层972与远端algan层973三个
层的生长过程分别进行说明，在图13中，横轴表示时间(t)，纵轴表示组分含量百分比(n％)，实线表示al组分含量，而虚线表示in的组分含量：
132.首先将al的组分含量逐步由0升高到6％～12％之间，在al的组分含量逐步升高的过程中在有源层96上生长al组分含量越来越高的第一子层9711，第一子层9711中基本都是algan，但可以理解的是，当al的组分含量为0时，生长的就是gan，所以第一子层9711中包括gan与al组分含量越来越高的algan，这样在增加势垒的同时还能降低和前面层结构(即有源层中)的晶格失配。第一子层9711的厚度在5～10nm之间。接着，维持最高的al组分含量持续生长一段时间得到第二子层9712，第二子层9712的厚度在3～6nm左右。在近端algan层971中，当al组分含量达到峰值之后会维持该峰值生长一段时间，这样可以增高势垒进而增加电子阻挡能力。随后，逐步将al组分含量由峰值降低至0，并在al组分含量逐步降低的过程中生长第三子层9713，第三子层9713的厚度在5～10nm左右，可以理解的是，当algan中al的组分含量降到0以后，就变成了gan，因此第三子层9713中也主要是包括algan，在但第三子层9713的顶部存在gan。可以理解的是，在第三子层9713生长完成以后，近端algan层971就生长完成。
133.随后，在近端algan层971上生长ingan层972。ingan层972的生长压力在100～300mbar之间，首先，在首先将in的组分含量逐步由0升高到2％～6％之间，在in的组分含量逐步升高的过程中生长in组分含量越来越高的第四子层9721，第四子层9721的厚度3～6nm之间。应当理解的是，因为在近端algan层971中并不含in，因此，在近端algan层971上逐步增加in的组分含量来生长ingan，这样可以降低晶格失配与界面极化，减少晶体缺陷。当in的组分含量为0时，生长的gan，随后in的组分含量高于0后，生长的就是ingan，因此第四子层9721中主要包括ingan，但也包括少量的gan。同样地，当in的组分含量到达峰值后，可以逐步降低in的组分含量至0，并在降低过程中生长3～6nm的第五子层9722。这样可以优化后续在第五子层9722上生长的不含in的层结构的结晶质量。在第五子层9722生长完成以后，ingan层972就生长完成。ingan层972作为沟道层，提升空穴注入效率。
134.接着，在ingan层972上生长远端algan层973。首先，同样是出于减小晶格失配的目的，在增加al生长垒层的过程中，al的组分会从0逐渐升高。在本实施例中，远端algan层973中al组分含量为近端algan层971中al组分含量的50％～70％，例如，远端algan层973中al组分含量的峰值可以在4％～8％之间。在al的组分逐渐升高的过程中生长出的层结构为第六子层9731，第六子层9731的厚度在5～10nm之间。当al的组分含量到达峰值后，可以逐步降低al的组分含量至0，并在降低过程中生长5～10nm的第七子层9732。第七子层9732生长完成以后，远端algan层973生长完成，至此，电子阻挡层97生长完成。
135.s1016：在电子阻挡层上生长p型gan层。
136.电子阻挡层97生长完成以后，可以以h2作为载气，在900～1050℃的生长温度，300～600mbar的生长压力下生长p型gan层98，p型gan层98的厚度在50～150nm之间，如图11中的(h)所示。
137.p型gan层98生长完成以后，可以在n2气氛下，650～750℃的温度条件下退火，并降温完成生长工艺。
138.需要说明的是，虽然在上述示例中，生长电子阻挡层97时al组分含量与in组分含量的渐变都是线性渐变的，但在本实施例的其他一些示例中，al组分含量与in组分含量中
的至少一者也可以采用阶梯式渐变。
139.本实施例还提供一种led芯片，该led芯片包括外延层90以及n电极与p电极，其中n电极与外延层90中的n型gan层94电连接，而p电极则外延层90中的p型gan层98电连接。除此以外，本实施例还提供一种显示面板，该显示面板中包括驱动背板以及多颗led芯片，led芯片的芯片电极与驱动背板上的驱动电路电连接，这些led芯片中的至少部分基于外延层90制得。
140.本实施例提供的外延层中，电子阻挡层的生长分为三个阶段生长，第一阶段生长控制al组分含量逐渐升高，以降低和前面的有源层的晶格失配；当al组分含量到最高时以维持该al组分含量不变继续生长，以增高势垒，增加电子阻挡能力；接着al组分含量逐渐降低，完成第一阶段生长；第二阶段生长控制in组分含量先逐渐升高后再逐渐降低，形成沟道层；第三阶段生长控制al组分含量先逐渐升高后再逐渐降低。组分渐变式的外延生长可以减少界面极化和晶格失配，提高材料生长的结晶质量，降低势垒电压；而且沟道层的形成可以增强空穴的注入效率，有效的增大有层的电子和空穴有效发光复合几率，提升发光效率。三个阶段的生长形成较高势垒层/阱层/交底势垒层的结构，也更有利于形成空穴注入泵浦结构，提升有源层的空穴注入效率。
141.应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。