CN106848011A - 氮化镓基发光二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氮化镓基发光二极管及其制作方法，其中结构依次包括：n型氮化物层、有源层、Alx1In(1‑x1)N/Inx2Ga(1‑x2)N超晶格层电子阻挡层和p型氮化物层，所述有源层表面上具有V型缺陷和连接所述V型缺陷的平面区，所述Alx1In(1‑x1)N/Inx2Ga(1‑x2)N电子阻挡层形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸，当注入电流时促使空穴从V型缺陷处注入有源层，并在平面区将电子阻挡使其停留在有源层。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明领域，具体涉及一种氮化镓基发光二极管及其制作方法。
背景技术
氮化镓基发光二极管（Light Emitting Diodem，简称LED）由于其高效的发光效率，目前已经广泛的应用在背光、照明、车灯、装饰等各个光源领域。进一步提高LED的发光效率仍然是当前行业发展的重点，发光效率主要由两个因素决定，第一种是电子空穴在有源区的辐射复合效率，即内量子效率；第二种是光的萃取效率。关于提高这两种效率的技术已经有广泛的报道。在提高内量子效率方面，如量子阱能带设计、改善晶体质量、提高p型氮化物层之空穴注入效率等。
空穴注入一直是氮化镓基LED的瓶颈因素，一方面由于p型掺杂元素Mg在GaN中的激活能偏高，导致其激活效率低；另一方面由于空穴的有效质量偏大，导致其迁移率偏低。近年来LED结构利用量子阱区域的V型缺陷，大大提高了空穴的注入效率。但在非V型缺陷区域(C-plane)也有一定的空穴注入，而在此区域空穴的注入效率较差。因此如何加强在V型缺陷区域之空穴注入为提升LED效率关键之一。
再者，影响氮化镓基LED的发光效率为电子溢流状况，这在已报导文献中也广泛的讨论并提出解决方案。
发明内容
本发明提供了一种氮化镓基发光二极管及其制作方法，在有源层及p型材料之间加入AlInN/InGaN超晶格结构层，并通过生长工艺的条件控制，降低V型缺陷处的侧壁厚度，实现了加强空穴从V型缺陷处注入之效率，并降低电子溢流，提高发光二极管的发光效率。
本发明的技术方案为：氮化镓基发光二极管，依次包括：n型氮化物层、有源层、Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层和p型氮化物层，所述有源层表面上具有V型缺陷和连接所述V型缺陷的平面区，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸，当注入电流时促使空穴从V型缺陷处注入有源层，并在平面区将电子阻挡使其停留在有源层。
进一步地，所述n型氮化物层仅形于所述平面区。
进一步地，所述p型氮化物层形成于所述平面区并向所述V型缺陷区延伸填充所述V型缺陷。
优选地，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层的等效能隙宽Eg大于3.4eV。
优选地，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层中0.8<x1≤1，0≤x2<0.2。
优选地，所述Alx1In(1-x1)N的厚度为0.5~5nm。
优选地，所述Inx2Ga(1-x2)N厚度为0.5~5nm。
优选地，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层的对数为2≤n≤20。
优选地，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层在V型缺陷侧壁处形成之厚度小于1nm。
本发明同时提供了一种氮化镓基发光二极管的制作方法，包括步骤：（1）形成n型氮化物层；（2）在所述n型氮化物层之上形成有源层，其表面上具有V型缺陷和连接所述V型缺陷的平面区；（3）在有源层上形成Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层，其是0.8<x1≤1，0≤x2<0.2；（4）在所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层上形成p型氮化物层；其中，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸，当注入电流时促使空穴从V型缺陷处注入有源层，并在平面区将电子阻挡使其停留在有源层。
优选地，所述步骤（3）中所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层的生长温度为800-950℃。
优选地，所述步骤（3）中控制生长的条件，使得Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层在V型缺陷侧壁处形成之厚度小于1nm。
本发明至少具备以下有益效果：
第一、操作在顺向偏压下，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N等效能隙较宽，因此在导带电子阻挡之效果较佳，避免电子溢流至P型区，提高辐射复合效率；
第二、操作在顺向偏压下，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层之V型缺陷侧壁对C面厚度比例较低，即Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格电子阻挡层在相同C面厚度时具有较薄之V型缺陷侧壁厚度，所带来之优势为提高空穴由V型缺陷处注入MQW之能力，藉此提高辐射复合效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为现有的一种发光二极管的结构剖视图。
图2为图1所示发光二极管的C面能带示意图。
图3为图1所示发光二极管的V型缺陷的侧面能带示意图。
图4为本发明实第一个较佳实施例之一种发光二极管的结构剖视图。
图5为图4所示发光二极管的C-plane能带示意图。
图6为图4所示发光二极管的V型缺陷的侧面能带示意图。
图中标号表示如下：
100：生长衬底；
110：缓冲层；
120：n型氮化物层；
130：InGaN/GaN超晶格结构
140：有源层；
150：Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格电子阻挡层；
160：p型氮化物层。
具体实施方式
下面结合示意图对本发明的发光二极管及其制作方法进行详细的描述，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
图1显示了一种传统结构的氮化镓基发光二极管，依次包括：生长衬底100，缓冲层110、n型氮化镓层120、InGaN/GaN超晶格结构130、多量子阱有源层140层、p型AlGaN/InGaN电子阻挡层150和p型氮化镓层160，其中多量子阱有源层140具有一列系列V型缺陷及连接该V型缺陷的平面区（C-plane）。图2和图3分别显示了图1所示发光二极管的C面（C-plane）能带示意图和V型缺陷侧壁（V-pit sidewall）能带示意图，在该结构中，空穴主要通过V型缺陷注入有源层，而C面的空穴注入效率非常低下。
图4显示了本发明第一个较佳实施例之一种氮化镓基发光二极管，自下而上包括：生长衬底100，缓冲层110、n型氮化镓层120、InGaN/GaN超晶格结构130、多量子阱有源层140层、Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格电子阻挡层150和p型氮化镓层160，其中多量子阱有源层140具有一列系列V型缺陷及连接该V型缺陷的平面区（C-plane），n型氮化物层仅形成于平面区，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格电子阻挡层150形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸。
具体地，生长衬底100选取包括但不限于蓝宝石、氮化铝、氮化镓、硅、碳化硅，其表面结构可为平面结构或图案化图结构；缓冲层110可为单层结构或多层结构，其材料可选用AlN或GaN或其组合，其厚度可为20~50nm，较佳的可包括10~40nm低温GaN缓冲层、1~2μm厚的三维非掺杂氮化镓层和1-2μm厚的二维氮化镓层；n型氮化镓层120的厚度1.5~4μm，n型掺杂浓度为1×1017~1×1019cm-3；InGaN/GaN超晶格结构130为多量子阱有源层150的应力缓冲层，具有15-30个周期，每个周期内InGaN的厚度为1~3nm，GaN厚度为2~10nm；有源层140具有5-15个周期的InGaN/GaN多量子阱，每个周期内InGaN的厚度为2~4nm，GaN厚度为5~15nm；Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格电子阻挡层150位于有源层140与p型氮化物层160之间，其中Alx1In(1-x1)N的Al组分取值为0.8<x1≤1，其在C面的单层厚度为0.5~5nm，Inx2Ga(1-x2)N的In组分取值为 0≤x2<0.2，其在C面的单层厚度为0.5~5nm，超晶格之对数为2≤n≤20，整个Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格在V型缺陷侧壁区的厚度Ws2为1nm以内，Alx1In(1-x1)N包含u型、n型及p型，Inx2Ga(1-x2)N包含u型、n型及p型；p型氮化镓层160的厚度为30-60nm，其掺杂深度为掺杂浓度为1×1017~5×1018cm-3。
图5和图6分别显示了图4所示发光二极管的C-plane能带图和V型缺陷侧面的能带图。和图2对比，操作在顺向偏压下，操作在顺向偏压下，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层的等效能隙较宽，因此在导带电子阻挡之效果较佳，避免电子溢流至P型区，提高辐射复合效率；和图3对比，操作在顺向偏压下，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层之V型缺陷侧壁对C面厚度比例较低(Ws2/Wc2 < Ws1/Wc1)，即本实施例之电子阻挡层在相同C面厚度时具有较薄之V型缺陷侧壁厚度，所带来之优势为提高空穴由V型缺陷处注入MQW之能力，藉此提高辐射复合效率。
本实施例之氮化镓基发光二极管中，因V型缺陷处的势垒低，Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层在V型缺陷侧壁较薄，可进一步提高空穴注入效果，且注入的空穴能在量子阱中横向迁移，消除了C面处空穴注入效率低下的影响；另外在C面区域因Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格等效能隙较宽，电子阻挡的效果较佳，降低电子溢流，也提高了辐射复合效率，与图1所示的发光二极管结构相比，采用本实施例所述结构的LED芯片亮度可提升3-5%。
下面以蓝宝石衬底为例 ，对图4所示的发光二极管之制作方法进行简单说明。
首先将蓝宝石图形衬底放入金属有机化学气相沉积(MOCVD)中升温至1000-1200度，在氢气氛围下处理，接着降温至500-600℃，通入氨气和三甲基镓，生长10~40nm的低温缓冲层，然后关闭三甲基镓；升温至1000-1100℃进行退火处理1~5分钟，然后通入三甲基镓，生长1~2微米厚度的非掺杂氮化镓；继续升温至1050-1150度，生长1~2微米厚的非掺杂氮化镓；降温至1030~1130℃，生长1.5~4微米厚的氮化镓，通入甲硅烷进行掺杂，构成n型氮化物层120；降温至800~950℃，生长100~400nm之量子阱缓冲层，通入甲硅烷进行掺杂；降温至750-900℃，生长5~15个周期的InGaN/GaN 多量子阱作为有源层140；升温至800-950℃，在多量子阱之后生长AlaInbGa(1-a-b)N之覆盖层，0≤a<0.2 ，0≤b<0.2；至800-950℃之间生长[Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N]*n超晶格电子阻挡层，其中Alx1In(1-x1)N在C面的厚度为0.5~5nm，Inx2Ga(1-x2)在C面的厚度为0.5~5nm，超晶格之对数2≤n≤20；在800~1050℃生长p型AlcIndGa(1-c-d)N作为p型氮化物层160，其中0≤c<0.2 ，0≤d<0.2；最后在在800-1050℃生长重掺杂p型接触层。
在上述方面中，通过控制[Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N]*n超晶格的生长温度及厚度，使得其在在V型缺陷侧壁处形成之厚度Ws2小于1nm。
尽管已经描述本发明的示例性实施例，但是理解的是，本发明不应限于这些示例性实施例而是本领域的技术人员能够在如下文的权利要求所要求的本发明的精神和范围内进行各种变化和修改。
Claims (12)
1.氮化镓基发光二极管，依次包括：n型氮化物层、有源层、Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层和p型氮化物层，其特征在于：所述有源层表面上具有V型缺陷和连接所述V型缺陷的平面区，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸，当注入电流时促使空穴从V型缺陷处注入有源层，并在平面区将电子阻挡使其停留在有源层。
2.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述n型氮化物层仅形于所述平面区。
3.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述p型氮化物层形成于所述平面区并向所述V型缺陷区延伸填充所述V型缺陷。
4.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层的等效能隙宽Eg大于3.4eV。
5.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：0.8<x1≤1，0≤x2<0.2。
6.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述Alx1In(1-x1)N的厚度为0.5~5nm。
7.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述Inx2Ga(1-x2)N厚度为0.5~5nm。
8.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层的对数为2≤n≤20。
9.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层在V型缺陷侧壁处形成之厚度小于1nm。
10.氮化镓基发光二极管的制作方法，包括步骤：
（1）形成n型氮化物层；
（2）在所述n型氮化物层之上形成有源层，其表面上具有V型缺陷和连接所述V型缺陷的平面区；
（3）在有源层上形成Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层，其是0.8<x1≤1，0≤x2<0.2；
（4）在所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层上形成p型氮化物层；
其中，所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层形成于平面区并向所述V型缺陷侧壁区延伸，当注入电流时促使空穴从V型缺陷处注入有源层，并在平面区将电子阻挡使其停留在有源层。
11.根据权利要求10所述的氮化镓基发光二极管的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中所述Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N超晶格层电子阻挡层的生长温度为800-950℃。
12.根据权利要求10所述的氮化镓基发光二极管的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中控制生长的条件，使得Alx1In(1-x1)N/Inx2Ga(1-x2)N电子阻挡层在V型缺陷侧壁处形成之厚度小于1nm。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108110103A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 厦门三安光电有限公司 | 一种发光二极管 |
| CN108281520A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-07-13 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种GaN基LED外延结构及其制备方法 |
| WO2018137336A1 (zh) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | 厦门三安光电有限公司 | 氮化镓基发光二极管及其制作方法 |
| CN115881865A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-03-31 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
| CN116504895A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-07-28 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法、led |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101640236A (zh) * | 2008-07-29 | 2010-02-03 | 先进开发光电股份有限公司 | 组合式电子阻挡层发光元件 |
| CN102148300A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-10 | 中国科学院半导体研究所 | 一种紫外led的制作方法 |
| CN105742423A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-07-06 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光二极管及其制作方法 |
| CN105762241A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种增强注入型的发光二极管的外延结构制作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6189664A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| CN104659171B (zh) * | 2015-01-21 | 2018-12-04 | 西安神光皓瑞光电科技有限公司 | 一种光电器件的电子阻挡层结构 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101640236A (zh) * | 2008-07-29 | 2010-02-03 | 先进开发光电股份有限公司 | 组合式电子阻挡层发光元件 |
| CN102148300A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-10 | 中国科学院半导体研究所 | 一种紫外led的制作方法 |
| CN105742423A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-07-06 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光二极管及其制作方法 |
| CN105762241A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种增强注入型的发光二极管的外延结构制作方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018137336A1 (zh) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | 厦门三安光电有限公司 | 氮化镓基发光二极管及其制作方法 |
| CN108110103A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 厦门三安光电有限公司 | 一种发光二极管 |
| CN108281520A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-07-13 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种GaN基LED外延结构及其制备方法 |
| CN115881865A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-03-31 | 江西兆驰半导体有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 |
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