CN106340572B - 发光二极管及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管及其形成方法，其中方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成发光层；在所述发光层表面形成顶层阱层；在所述发光层上形成复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；在所述复合层上形成第二电极层。所述复合层能够实现所述发光层中应力的释放，从而能够减小所述发光层中应力对所述第二电极层的影响，从而能够改善所形成的第二电极层的晶格质量，进而改善所形成发光二极管的性能。

Description

发光二极管及其形成方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种发光二极管及其形成方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)由于具有寿命长、耗能低等优点，广泛应用于各种领域。尤其随着发光二极管照明性能指标的大幅度提高，发光二极管常用于发光装置。其中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光功率高、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电器件等领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。
氮化镓(GaN)发光二极管的基本结构包括P型氮化镓层和N型氮化镓层构成的PN结。发光效率和光波长是发光二极管的重要性质。为了增加发光二极管的发光效率，量子阱结构被引入发光二极管中，即在P型氮化镓层和N型氮化镓层之间形成一层量子阱结构。
量子阱结构是由两种不同材料薄层相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的量子阱，这两种不同材料薄层分别为垒层和阱层。发光层能够有效提高发光二极管的发光效率，并可以形成波长可调的二极管。
然而，现有的发光二极管中量子阱结构中的应力较大，导致发光二极管抗静电能力差。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种发光二极管及其形成方法，能够提高发光二极管的性能。
为解决上述问题，本发明提供一发光二极管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成发光层；在所述发光层表面形成顶层阱层；在所述发光层上形成复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；在所述复合层上形成第二电极层。
可选的，所述发光层包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层；所述本征层的厚度小于所述垒层的厚度。
可选的，所述本征层的材料与所述垒层的材料相同。
可选的，所述本征层与所述垒层的材料为GaN；所述阱层与所述顶层阱层的材料为InGaN。
可选的，形成所述本征层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
可选的，形成所述本征层的工艺参数包括：反应气体包括镓源气体和氮源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃。
可选的，所述阱层的层数为2层～30层；所述垒层的层数为3层～31层。
可选的，所述顶层阱层的厚度与所述阱层的厚度相同；所述本征层的厚度为2nm～10nm，所述垒层的厚度为2nm～30nm，所述阱层的厚度为2nm～30nm。
可选的，所述应力释放层为超晶格结构，所述超晶格结构包括窄带隙层和多层宽带隙层，所述宽带隙层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻宽带隙层之间具有所述窄带隙层。
可选的，所述宽带隙层的层数为2层～20层；所述窄带隙的层数为1层～19层。
可选的，所述宽带隙层的材料为AlGaN；所述窄带隙层的材料为InGaN。
可选的，所述宽带隙层与窄带隙层厚度之和为2nm～30nm。
可选的，形成所述带隙层与所述窄带隙层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
可选的，形成所述宽带隙层的工艺参数包括：反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铝源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铝源气体包括：三甲基铝；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃；形成所述窄带隙层的工艺参数包括：反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铟源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铟源气体包括：三甲基铟；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃。
可选的，所述第一电极层的材料为含有N型掺杂离子的GaN；所述第二电极层的材料为含有P型掺杂离子的GaN。
可选的，形成所述第一电极层和第二电极层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
可选的，形成所述第一电极层之前，还包括：在所述衬底上形成成核层；在所述成核层上形成缓冲层。
相应的，本发明还提供一种发光二极管，包括：衬底；位于衬底上的第一电极层；位于所述第一电极层上的发光层；位于所述发光层表面的顶层阱层；位于所述发光层上的复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；位于所述复合层上的第二电极层。
可选的，所述发光层包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层；所述本征层的厚度小于所述垒层的厚度。
可选的，所述本征层的材料与所述垒层的材料相同。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案提供的发光二极管的形成方法中，形成顶层阱层之后，在所述顶层阱层上形成复合层，所述复合层包括本征层和应力释放层。形成所述发光层的过程中，由于晶格失配容易在所述发光层中产生应力。所述应力释放层与所述发光层之间晶格失配，使所述发光层的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。同时，所述本征层能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层之间的隔离，以及应力释放层与所述发光层之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层和顶层阱层的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
本发明技术方案提供的发光二极管中，所述顶层阱层上具有复合层，所述复合层包括本征层和应力释放层。由于晶格失配所述发光层中具有应力。所述应力释放层与所述发光层晶格失配度较大，能够使所述发光层晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。同时，所述本征层能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层之间的隔离，以及应力释放层与所述发光层之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层和顶层阱层的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
附图说明
图1至图9是本发明的发光二极管的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
具体实施方式
发光二极管的形成方法存在诸多问题，例如，所形成的发光二极管的性能较差。
现结合发光二极管的形成方法，分析所形成的发光二极管性能较差的原因：
所述发光二极管的形成方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成发光层；在所述发光层上形成第二电极层。
其中，所述量子阱结构包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层。由于所述阱层与垒层的存在晶格失配，导致所述发光层中存在较大的应力。形成所述第二电极层之后，所述发光层中的应力容易延伸至所述第二电极层中，从而使所述第二电极层的晶格质量较差。当形成的发光二极管在受到静电干扰时，电场在所述第二电极层中的静电电场分布不均匀，静电场较大区域的第二电极层容易受到损伤，从而使所述发光二极管失效。因此，所形成的发光二极管的抗静电能力较差。
为了增加发光二极管的抗静电能力，一种方法是用超晶格结构替换发光层中与所述第二电极层接触的垒层，所述超晶格结构包括窄带隙层和多层宽带隙层，所述宽带隙层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻宽带隙层之间具有所述窄带隙层。可以通过调节所述宽带隙层与窄带隙层的材料，实现所述宽带隙层与窄带隙层之间的晶格失配，从而使所述发光层的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，从而能够使所述发光层中的应力得以释放，提高所形成的发光二极管的抗静电能力。
然而，由于所述宽带隙层和窄带隙层的厚度较小，阱层的能带容易与窄带隙层的能带发生耦合，从而使量子阱的势垒高度降低，容易使量子阱中的电子逃逸，进而容易降低发光二极管的发光效率，且使所述发光二级管仍然存在抗静电能力差的问题。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种发光二极管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成发光层；在所述发光层表面形成顶层阱层；在所述发光层上形成复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；在所述复合层上形成第二电极层。
其中，形成顶层阱层之后，在所述顶层阱层上形成复合层，所述复合层包括本征层和应力释放层。形成所述发光层的过程中，由于晶格失配容易在所述发光层中产生应力。所述应力释放层与所述发光层之间晶格失配，使所述发光层的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。同时，所述本征层能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层之间的隔离，以及应力释放层与所述发光层之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层和顶层阱层的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1至图9是本发明发光二极管的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
请参考图1，提供衬底100。
本实施例中，所述衬底100的材料为蓝宝石。在其他实施例中，所述衬底的材料还可以为氮化镓、硅、氧化锌或碳化硅。
请参考图2，在所述衬底100上形成成核层101。
所述成核层101用做后续形成缓冲层的籽晶。
本实施例中，所述成核层101的材料为氮化镓。在其他实施例中，所述成核层的材料还可以为砷化镓或磷化镓。
本实施例中，形成所述成核层101的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述成核层101的反应气体包括：镓源气体和氮源气体。所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。
如果形成所述成核层101的温度过低，容易使形成的成核层101晶格质量较差；如果形成所述成核层101的温度过高，容易增加成核层101与所述衬底100之间的失配度，从而在所述成核层101中产生较大的应力。具体的，本实施例中，形成所述成核层101的工艺参数包括：反应温度为400℃～700℃。
如果所述成核层101的厚度过小，不容易改善后续形成的缓冲层的晶格质；如果所述成核层101的厚度过大，容易产生材料浪费。具体的，本实施例中，所述成核层101的厚度为1nm～50nm。
请参考图3，在所述成核层101上形成缓冲层102。
所述缓冲层102用于改善后续形成的第一电极层与所述成核层101之间的晶格失配。
本实施例中，所述缓冲层102的材料为氮化镓。在其他实施例中，所述成核层的材料为砷化镓，所述缓冲层的材料还可以为砷化镓；所述成核层的材料为磷化镓，所述缓冲层的材料还可以为磷化镓。
本实施例中，形成所述缓冲层102的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述缓冲层102的反应气体包括：镓源气体和氮源气体。所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。
如果形成所述缓冲层102的温度过低，容易使形成的缓冲层102晶格质量较差；如果形成所述缓冲层102的温度过高，容易增加缓冲层102与所述成核层101之间的失配度，从而在所述缓冲层102中产生较大的应力。具体的，本实施例中，形成所述缓冲层102的工艺参数包括：反应温度为800℃～1200℃。
如果所述缓冲层102的厚度过小，不容易改善后续形成的第一电极层的晶格质；如果所述缓冲层102的厚度过大，容易产生材料浪费。具体的，本实施例中，所述缓冲层102的厚度为0.5μm～8μm。
请参考图4，在所述衬底100上形成第一电极层110。
本实施例中，所述第一电极层110用于形成发光二极管的负极。在其他实施例中，所述第一电极层还可以用于形成发光二极管的正极。
本实施例中，所述第一电极层110位于所述缓冲层102上。
本实施例中，所述第一电极层110的材料为N型半导体材料。在其他实施例中，所述第一电极层的材料还可以为P型半导体材料。
具体的，所述第一电极层110为含有N型掺杂离子的氮化镓。在其他实施例中，所述第一电极层还可以为含有N型掺杂离子的砷化镓或磷化镓。
本实施例中，所述N型掺杂离子为硅离子。所述第一电极层110中的硅离子的掺杂浓度为1E17atoms/cm3～3E19atoms/cm3。
本实施例中，形成所述第一电极层110的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述第一电极层110的反应气体包括：镓源气体、氮源气体和硅源气体，所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气(NH3)，所述硅源气体包括硅烷(SiH4)；载气包括氮气(N2)和氢气(H2)中的一种或两种组合。
如果形成所述第一电极层110的温度过低，容易使形成的第一电极层110晶格质量较差；如果形成所述第一电极层110的温度过高，容易增加第一电极层110与所述缓冲层102之间的失配度，从而在所述第一电极层110中产生较大的应力。具体的，本实施例中，形成所述第一电极层110的反应温度为800℃～1200℃。
本实施例中，所述第一电极层110的厚度为0.5μm～8μm。
请参考图5和图6，图6是图5中区域1部分的局部放大图，在所述第一电极层110上形成发光层120；在所述发光层120表面形成顶层阱层123。
本实施例中，所述发光层120为多量子阱结构。在其他实施例中，所述发光层还可以为单量子阱结构。
所述发光层120能够形成多个分离的量子阱，从而增加所形成发光二极管的量子效率，提高发光二极管的发光效率。
本实施例中，所述发光层120包括阱层121和多层垒层122，所述垒层122在垂直于所述第一电极层110表面的方向上层叠设置，相邻垒层122之间具有所述阱层121。。
本实施例中，所述阱层121的材料为InGaN，所述垒层122的材料为GaN。
需要说明的是，由于所述阱层121与所述垒层122的晶格常数差距较大，所述阱层121与所述垒层122的晶格失配较严重，从而导致所述发光层120中的应力较大。
本实施例中，所述阱层121的层数为2层～30层。所述垒层122比阱层121多一层。所述垒层122的层数为3层～31层。
本实施例中，所述顶层阱层123的材料与所述阱层121的材料相同。具体的，所述顶层阱层123的材料为GaN。
本实施例中，形成所述阱层121、所述垒层122和顶层垒层123的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述阱层121和顶层阱层123的反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铟源气体，所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述铟源气体包括三甲基铟(TMIn)，所述氮源气体包括氨气(NH3)；载气包括氮气(N2)和氢气(H2)中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述阱层121和顶层阱层123的反应温度为600℃～900℃。
如果所述阱层121和顶层阱层123的厚度过大，容易增加量子阱结构120中量子阱的宽度，从而减小对量子阱中电子的束缚作用，容易增加电子的逃逸，降低所形成发光二极管的发光效率；如果所述阱层121和顶层阱层123的厚度过小，容易增加工艺难度。具体的，本实施例中，所述阱层121和顶层阱层123的厚度相同。具体的，所述阱层121的厚度为0.5nm～5nm，所述顶层阱层123的厚度为0.5nm～5nm。
本实施例中，所述阱层121中铟的含量为15％～50％，所述顶层阱层123中铟的含量为15％～50％。
本实施例中，形成所述垒层122的反应气体包括：镓源气体和氮源气体，所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气(NH3)；载气包括氮气(N2)和氢气(H2)中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述垒层122的反应温度为600℃～900℃。
如果所述垒层122的厚度过小，容易使阱层121的能带发生耦合，从而增加电子的逃逸，降低发光效率；如果所述垒层122的厚度过大容易增加量子阱结构120的导电性，影响所形成发光二极管的性能。具体的，本实施例中，所述垒层122的厚度为2nm～30nm。
请参考图7和图8，图8是图7中区域2部分的局部放大图，在所述顶层阱层123上形成复合层130，所述复合层130包括：位于所述顶层阱层123表面的本征层133，以及位于所述本征层133上的应力释放层。
所述应力释放层与所述发光层120之间晶格失配，使所述发光层120的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层120中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层120内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。
所述本征层133能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层123之间，以及应力释放层与所述发光层120之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层120和顶层阱层123的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
本实施例中，形成所述复合层130的步骤包括：在所述顶层阱层123表面形成本征层133；在所述本征层133上形成应力释放层。
本实施例中，所述本征层133的材料与所述垒层122(如图6所示)的材料相同。
具体的，本实施例中，所述本征层133的材料为GaN。在其他实施例中，所述垒层的材料为砷化镓，所述本征层的材料还可以为砷化镓；所述垒层的材料为磷化镓，所述本征层的材料还可以为磷化镓。
如果所述本征层133的厚度过大，容易影响所述复合层130的导电性；如果所述本征层133的厚度过小，不利于降低发光层中电子的逃逸。本实施例中，所述本征层133的厚度小于所述垒层122的厚度。具体的，所述本征层133的厚度为2nm～10nm。
本实施例中，形成所述本征层133的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述本征层133的反应气体包括：镓源气体和氮源气体。所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述本征层133的反应温度为600℃～1000℃。
本实施例中，所述窄带隙层131的材料为InGaN。在其他实施例中，所述垒层的材料为GaAs，所述窄带隙层的材料为InGaAs；所述垒层的材料为GaP，所述窄带隙层的材料为InGaP。
本实施例中，所述窄带隙层131的层数为1层～19层。
本实施例中，形成所述窄带隙层131的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述窄带隙层131的反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铟源气体。所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铟源气体包括三甲基铟(TMIn)；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述窄带隙层131的反应温度为600℃～1000℃。
本实施例中，所述宽带隙层132的材料为AlGaN。在其他实施例中，所述垒层的材料为GaAs，所述宽带隙层的材料为AlGaAs；所述垒层的材料为GaP，所述宽带隙层的材料为AlGaP。
本实施例中，形成所述宽带隙层132的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述宽带隙层132的反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铝源气体。所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铝源气体包括三甲基铝(TMAl)；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述宽带隙层132的反应温度为600℃～1000℃。
本实施例中，所述宽带隙层132比所述窄带隙层131多一层。具体的，所述宽带隙层132的层数为2层～20层。
本实施例中，所述宽带隙层132与所述窄带隙层131的厚度之和为2nm～30nm。
需要说明的是，本实施例中，可以通过调节所述宽带隙层132中铝的含量或者所述窄带隙层131中铟的含量，实现应力释放层与所述发光层120之间晶格失配，使所述发光层120的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层120中的应力得以释放，从而不容易使所述发光层120中的应力延伸至后续形成的第二电极层中。
请参考图9，在所述复合层130上形成第二电极层140。
本实施例中，所述第二电极层140用做所形成发光二极管的正极。在其他实施例中，所述第二电极层用做所形成发光二极管的负极。
本实施例中，所述第二电极层140的材料为P型半导体材料。在其他实施例中，所述第一电极层的材料为P型半导体材料，所述第二电极层的材料为N型半导体材料。
具体的，所述第二电极层140为含有P型掺杂离子的GaN。在其他实施例中，所述第二电极层还可以为含有P型掺杂离子的GaAs或GaP。
本实施例中，所述P型掺杂离子为镁。所述第二电极层140中的硅的掺杂浓度为1E18atoms/cm3～2E20atoms/cm3。
本实施例中，形成所述第二电极层140的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述第二电极层140的反应气体包括：镓源气体、氮源气体和镁源气体，所述镓源气体包括三甲基镓(TMGa)和三乙基镓(TEGa)中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气(NH3)，所述镁源气体包括二茂镁(Cp2Mg)；载气包括氮气(N2)和氢气(H2)中的一种或两种组合。
本实施例中，形成所述第二电极层140的反应温度为800℃～1100℃。
本实施例中，所述第二电极层140的厚度为30nm～500nm。
综上，本发明实施例提供的发光二极管的形成方法中，形成顶层阱层之后，在所述顶层阱层上形成复合层，所述复合层包括本征层和应力释放层。形成所述发光层的过程中，由于晶格失配容易在所述发光层中产生应力。所述应力释放层与所述发光层之间晶格失配，使所述发光层的晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。同时，所述本征层能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层之间的隔离，以及应力释放层与所述发光层之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层和顶层阱层的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
请参考图9，本发明的实施例还提供一种发光二极管，包括：衬底100；位于衬底100上的第一电极层110；位于所述第一电极层110上的发光层120；位于所述发光层120表面的顶层阱层123；位于顶层阱层123上的复合层130，所述复合层130包括：位于所述顶层阱层表面的本征层133，以及位于所述本征层133上的应力释放层；位于所述发光层120上的第二电极层140。
本实施例中，所述衬底100与发光二极管的形成方法实施例中的衬底相同。
本实施例中，所述发光二极管还包括：位于所述衬底100上的成核层101；位于所述成核层101上的缓冲层102。所述成核层101和缓冲层102与所述发光二极管的形成方法实施例中的成核层101和缓冲层102相同。
本实施例中，所述第一电极层110位于所述缓冲层102上。
本实施例中，所述放光层包括阱层121和多层垒层122，所述垒层122在垂直于所述第一电极层110表面的方向上层叠设置，相邻垒层122之间具有所述阱层121；所述本征层133的厚度小于所述垒层的厚度。
本实施例中，所述本征层133的材料与所述垒层122的材料相同。
本实施例中，所述应力释放层为超晶格结构，所述超晶格结构包括窄带隙层131和多层宽带隙层132，所述宽带隙层132在垂直于所述第一电极层110表面的方向上层叠设置，相邻宽带隙层132之间具有所述窄带隙层131。
本实施例中，所述第一电极层110、复合层130和所述第二电极层140与发光二极管的形成方法实施例中的第一电极层110、复合层130和所述第二电极层140相同，在此不再赘述。
综上，本发明实施例提供的发光二极管中，所述顶层阱层上具有复合层，所述复合层包括本征层和应力释放层。由于晶格失配所述发光层中具有应力。所述应力释放层与所述发光层晶格失配度较大，能够使所述发光层晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述发光层中的应力得以释放。由于后续形成的第二电极层的晶格质量不易受到发光层内的应力影响，因此，所述应力释放层能够提高所述第二电极层的晶格质量，改善所形成发光二极管的性能。同时，所述本征层能够实现所述应力释放层与所述顶层阱层之间的隔离，以及应力释放层与所述发光层之间的隔离，减小所述应力释放层的能带与所述发光层和顶层阱层的能带的耦合，从而能够减少电子的逃逸，增加所形成发光二极管的发光效率，增强了发光二极管的抗静电能力。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种发光二极管的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一电极层；
在所述第一电极层上形成发光层；
在所述发光层表面形成顶层阱层；
在所述发光层上形成复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；
在所述复合层上形成第二电极层；
所述发光层包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层；所述本征层的厚度小于所述垒层的厚度。
2.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述本征层的材料与所述垒层的材料相同。
3.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述本征层与所述垒层的材料为GaN；所述阱层与所述顶层阱层的材料为InGaN。
4.如权利要求3所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述本征层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
5.如权利要求4所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述本征层的工艺参数包括：反应气体包括镓源气体和氮源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃。
6.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述阱层的层数为2层～30层；所述垒层的层数为3层～31层。
7.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述顶层阱层的厚度与所述阱层的厚度相同；所述本征层的厚度为2nm～10nm，所述垒层的厚度为2nm～30nm，所述阱层的厚度为2nm～30nm。
8.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述应力释放层为超晶格结构，所述超晶格结构包括窄带隙层和多层宽带隙层，所述宽带隙层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻宽带隙层之间具有所述窄带隙层。
9.如权利要求8所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述宽带隙层的层数为2层～20层；所述窄带隙的层数为1层～19层。
10.如权利要求8所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述宽带隙层的材料为AlGaN；所述窄带隙层的材料为InGaN。
11.如权利要求8所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述宽带隙层与窄带隙层厚度之和为2nm～30nm。
12.如权利要求10所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述带隙层与所述窄带隙层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
13.如权利要求12所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述宽带隙层的工艺参数包括：反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铝源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铝源气体包括：三甲基铝；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃；
形成所述窄带隙层的工艺参数包括：反应气体包括：镓源气体、氮源气体和铟源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气，所述铟源气体包括：三甲基铟；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合；反应温度为600℃～1000℃。
14.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述第一电极层的材料为含有N型掺杂离子的GaN；所述第二电极层的材料为含有P型掺杂离子的GaN。
15.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述第一电极层和第二电极层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。
16.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述第一电极层之前，还包括：在所述衬底上形成成核层；在所述成核层上形成缓冲层。
17.一种发光二极管，其特征在于，包括：
衬底；
位于衬底上的第一电极层；
位于所述第一电极层上的发光层；
位于所述发光层表面的顶层阱层；
位于所述发光层上的复合层，所述复合层包括：位于所述顶层阱层表面的本征层，以及位于所述本征层上的应力释放层；
位于所述复合层上的第二电极层；
所述发光层包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层；所述本征层的厚度小于所述垒层的厚度。
18.如权利要求17所述的发光二极管，其特征在于，所述本征层的材料与所述垒层的材料相同。
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