CN108281515A - 高亮度led及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高亮度LED及其制备工艺，所述高亮度LED包括依次层叠在衬底上的缓冲层、电子提供层、发光层、空穴提供层；所述发光层包括交替沉积在所述电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层；发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一设置第一薄阱层和第一薄垒层。第一薄阱层和第一薄垒层的设置将对跃迁速度变慢的电子产生阻隔作用，进一步降低电子跃迁速度，防止电子向空穴提供层跃迁，同时第一薄阱层和第一薄垒层提高了空穴向发光层中的跃迁速度，两方面共同作用增加了电子和空穴在发光层中的复合效率，进而提高内量子效率，提高发光强度。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种高亮度LED及其制备工艺。
背景技术
随着半导体技术的发展，发光二极管(英文：LightEmittingDiode，简称：LED)的发光效率不断提高，广泛应用于各种彩色显示屏、装饰灯、指示灯、白光照明灯，但LED的发光效率还没有达到理想的目标。
LED的发光效率由内量子效率和光提取效率两方面决定，在LED制程中，外延工艺对内量子效率起决定性影响，芯片制备工艺对内量子效率和光提取效率均能产生影响，封装工艺主要影响光提取效率。外延工艺主要通过在蓝宝石衬底上依次沉积成核层、电子提供层、发光层、空穴提供层等最终得到外延结构。其中，发光层包括交替沉积的铟镓氮阱层和氮化镓垒层。电子提供层产生的电子和空穴提供层产生的空穴在发光层中复合发光，电子和空穴在发光层中的复合效率决定了内量子效率，进而影响到LED的发光效率。
增加电子或空穴的浓度是提高内量子效率的一种途径，常用的手段是提高电子提供层或者空穴提供层中的掺杂浓度，但是过高的掺杂浓度容易造成漏电、抗静电能力变差等电性参数异常和可能的表面问题。
石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V-s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V-s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50～500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V-s)左右。将石墨烯引入LED外延结构中可以提高LED内量子效率，如申请号为CN201611033181.3公开了一种具有石墨烯层的氮化镓基光电器件外延结构及其制备方法，通过将石墨烯层置于非故意掺杂氮化镓层和N型氮化镓层(即上述中的电子提供层)之间或是N型氮化镓层之中，助于电子在N型氮化镓中的横向传导，改善传统氮化镓基二极管在N型氮化镓层的电流阻堵塞(currentblocking)问题，提高内量子效率。
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：由于电子迁移率远高于空穴迁移率，在电子向发光层迁移过程中常常出现电子溢出发光层，使得在发光层中有效复合的电子浓度降低，导致内量子效率下降，影响到LED发光强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高亮度LED及其制备工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高亮度LED制备工艺，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积缓冲层；
在所述缓冲层上沉积电子提供层；
在所述电子提供层上沉积发光层；
在所述发光层上沉积空穴提供层；
所述发光层包括交替沉积在所述电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层，所述发光阱层和所述发光垒层交替层叠设置，发光阱层为铟镓氮层，发光垒层为氮化镓层，发光阱层数量等于发光垒层数量，第一个发光阱层沉积在电子提供层上，空穴提供层沉积在最后一个发光垒层上；发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一设置第一薄阱层和第一薄垒层，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度且在第一薄阱层中铟含量保持不变，所述第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势磊深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐变的方式减少，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等。
可选的，所述第一薄垒层与所述发光垒层之间插入第二薄垒层，所述第二薄垒层势磊深度低于所述发光垒层势磊深度且高于所述第一薄垒层势磊深度。
可选的，所述发光层中靠近空穴提供层一侧的发光阱层阱宽大于靠近电子提供层一侧的发光阱层阱宽。
可选的，所述发光层与空穴提供层之间设置阻隔层，所述阻隔层为铝镓氮层。
可选的，所述阻隔层包括多层依次沉积的铝镓氮层，各层铝镓氮层从发光层至空穴提供层铝含量依次减少。
可选的，所述发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层。
可选的，所述发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层。
可选的，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度通过铟源流量和镓源流量比控制实现；通过铟源流量和镓源流量保持一固定比例使第一薄阱层中铟含量保持不变；沉积完第一薄阱层并开始沉积第一薄垒层时，使第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄阱层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第一薄垒层至沉积结束，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小，使第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势垒深度。
可选的，通过设定第二薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第二薄垒层至沉积结束并开始沉积发光垒层，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小使所述第二薄垒层势磊深度低于发光垒层势磊深度且高于第一薄垒层势磊深度。
一种高亮度LED，包括：
衬底；
在所述衬底上沉积的缓冲层；
在所述缓冲层上沉积的电子提供层；
在所述电子提供层上沉积的发光层；
在所述发光层上沉积的空穴提供层；
所述发光层包括交替沉积在所述电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层，所述发光阱层和所述发光垒层交替层叠设置，发光阱层为铟镓氮层，发光垒层为氮化镓层，发光阱层数量等于发光垒层数量，第一个发光阱层沉积在电子提供层上，空穴提供层沉积在最后一个发光垒层上；发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一设置第一薄阱层和第一薄垒层，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度且在第一薄阱层中铟含量保持不变，所述第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势磊深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐增的方式增加，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等。
本发明的有益效果是：通过在发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一插入第一薄阱层和第一薄垒层，电子在从电子提供层向发光层靠近空穴提供层一侧跃迁时，电子跃迁速度变慢，第一薄阱层和第一薄垒层的设置将对跃迁速度变慢的电子产生阻隔作用，进一步降低电子跃迁速度，防止电子向空穴提供层跃迁，同时第一薄阱层和第一薄垒层提高了空穴向发光层中的跃迁速度，两方面共同作用增加了电子和空穴在发光层中的复合效率，进而提高内量子效率，提高发光强度。
附图说明
图1为本发明提供的发光二极管结构示意图；
图2为本发明提供的发光二极管电子提供层结构示意图；
图3为现有技术中发光二极管发光层结构示意图；
图4、图6、图8-图11为发光层所形成的不同能带图；
图5、图7为本发明提供的发光二极管发光层其他实施方式结构示意图；
图12为本发明提供的发光二极管另一实施方式结构示意图；
图13为本发明提供的发光二极管制备工艺流程图。
具体实施方式
发光二极管在通过MOCVD设备制造过程中存在诸多问题，例如，所形成的发光二极管的性能差。
现结合发光二极管结构及其制造过程，分析所述发光二极管性能不能满足要求的原因：
实施例一
本发明实施例一提供了一种高亮度发光二极管，参见图1，该发光二极管包括衬底1以及沉积在衬底1上的缓冲层2、沉积在缓冲层2上的电子提供层3、沉积在电子提供层3上的发光层4、沉积在发光层4上的空穴提供层5。
本实施例中，电子提供层3通过高价原子取代低价原子形成电子，例如可以是四价原子取代三价原子形成电子，或者是五价原子取代四价原子形成电子，四价原子取代三价原子可以是硅原子取代镓原子，五价原子取代四价原子可以是硫原子取代砷原子。
本实施例中，参见图2，电子提供层3包括依次沉积在缓冲层2上的本征层31，掺杂层32；本征层31包括以以纵向模式生长的第一本征层31a和以横向模式生长的第二本征层31b，本征层31中不包含掺杂原子或者包含低浓度的掺杂原子，掺杂层32包含高浓度的掺杂原子。
具体的，第一本征层31a通过在高压下进行纵向模式生长，第二本征层31b通过在低压下进行横向模式生长，可选的，第一本征层31a在300Torr～500Torr压力下进行纵向模式生长，第二本征层31b在100Torr～200Torr压力下进行横向模式生长。
本实施例中，参见图3，发光层4包括交替沉积在电子提供层3上的多个发光阱层41和多个发光垒层42，发光阱层41和发光垒层42交替层叠设置，发光阱层41为铟镓氮层，发光垒层42为氮化镓层，发光阱层41数量等于发光垒层42数量，第一个发光阱层41沉积在电子提供层3上，空穴提供层5沉积在最后一个发光垒层42上。
现有技术中，发光阱层41和发光垒层42所形成的能带图如图4所示，电子提供层3产生的电子和空穴提供层5产生的空穴分别向发光层4中跃迁，在发光层4中复合发光，在相同的电场强度下，电子的迁移率为1350cm2/(VS)，而空穴的迁移率仅为480cm2/(VS)，使得电子跃迁速度远高于空穴跃迁速度(前者约为后者三倍)，这导致在整个发光层4中产生有效发光的主要集中在靠近空穴提供层5一侧，同时高迁移率的电子常常越过发光层4并进入空穴提供层5中，导致参与发光的电子浓度下降，进而降低内量子效率。
本发明实施例一提供了一种高亮度发光二极管的发光层4结构，参见图5，发光层4中靠近空穴提供层5一侧位于发光阱层41和发光垒层42之间至少其中之一插入第一薄阱层41a和第一薄垒层42a，第一薄阱层41a产生的势阱深度高于发光阱层41势阱深度，且在第一薄阱层41a中铟含量保持不变，第一薄垒层42a产生的势垒深度低于发光垒层42势磊深度，且在第一薄垒层42a中铟含量以渐增的方式增加，第一薄阱层41a与第一薄垒层42a接触面铟含量相等，其形成的能带图如图6所示。
通过在发光层4中靠近空穴提供层5一侧位于发光阱层41和发光垒层42之间至少其中之一插入第一薄阱层41a和第一薄垒层42a，电子在从电子提供层3向发光层4靠近空穴提供层5一侧跃迁时，电子跃迁速度变慢，第一薄阱层41a和第一薄垒层42a的设置将对跃迁速度变慢的电子产生阻隔作用，进一步降低电子跃迁速度，防止电子向空穴提供层5跃迁，同时第一薄阱层41a和第一薄垒层42a提高了空穴向发光层4中的跃迁速度，两方面共同作用增加了电子和空穴在发光层4中的复合效率，进而提高内量子效率，提高发光强度。
具体的，第一薄阱层41a产生的势阱深度高于发光阱层41势阱深度，即第一薄阱层41a铟含量低于发光阱层41铟含量，可以通过铟源流量和镓源流量比控制实现；第一薄阱层41a中铟含量保持不变，即在沉积第一薄阱层41a时，铟源流量和镓源流量保持一固定比例；第一薄垒层42a产生的势垒深度低于发光垒层42势垒深度，且在第一薄垒层42a中铟含量以渐变的方式减小，第一薄阱层41a与第一薄垒层42a接触面铟含量相等，即沉积完第一薄阱层41a并开始沉积第一薄垒层42a时，以渐变(Ramp)的方式来进行沉积，具体的，使第一薄垒层42a中铟源流量和镓源流量比低于第一薄阱层41a中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第一薄垒层42a至沉积结束，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小，便得到图6所示的第一薄垒层42a能带图。
参见图7、图8，第一薄垒层42a与发光垒层42之间插入第二薄垒层42b，第二薄垒层42b势磊深度低于发光垒层42势磊深度且高于第一薄垒层42a势磊深度，可进一步增加空穴注入发光层4中的浓度，提高内量子效率。
具体的，要实现第二薄垒层42b势磊深度低于发光垒层42势磊深度且高于第一薄垒层42a势磊深度，可以通过设定第二薄垒层42b中铟源流量和镓源流量比低于第一薄垒层42a中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第二薄垒层42b至沉积结束并开始沉积发光垒层42，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小，便得到图8所示的第二薄垒层42b能带图。
参见图9、图10，图9示出了在发光层4中靠近空穴提供层5最后两个发光阱层41与发光垒层42之间均依次设置第一薄阱层41a、第一薄垒层42a、第二薄垒层42b，图10示出了在发光层4中靠近空穴提供层5最后三个发光阱层41与发光垒层42之间均设置第一薄阱层41a、第一薄垒层42a、第二薄垒层42b，可选的，在发光层4中靠近空穴提供层5最后两个或三个发光阱层41与发光垒层42之间均依次设置第一薄阱层41a、第一薄垒层42a。
实验证明，将发光层4中靠近空穴提供层5一侧的发光阱层41阱宽设置成大于靠近电子提供层3一侧的发光阱层41阱宽，有助于在有效的发光阱层中形成高浓度的电子和空穴，提高发光效率，其形成的能带图如图11所示。
参见图12，本实施例中，进一步在发光层4与空穴提供层5之间设置阻隔层6，阻隔层6为铝镓氮层，阻隔层6的引入可以有效的将电子阻隔在空穴提供层5之前防止进入电子进入空穴提供层5，同时空穴可正常的进入发光层4中，不会影响空穴的正常跃迁，阻隔层6可以改进发光层4的电流扩展，降低电流堆积效应，而铝作为放射镜可以降低空穴提供层5上电极对光的吸收，增加蓝宝石衬底边光的提取。
实验证明，将阻隔层6设置多层依次沉积的铝镓氮层，各层铝镓氮层从发光层4至空穴提供层5铝含量依次减少，可以起到更佳的电子阻隔效果和空穴注入效果。
本实施例中，空穴提供层5通过低价原子取代高价原子形成空穴，例如可以是二价原子取代三价原子形成空穴，或者是三价原子取代四价原子形成空穴，二价原子取代三价原子可以是镁原子取代镓原子，三价原子取代四价原子可以是镓原子取代锡原子。
实施例二
本发明还提供了与上述对应的发光二极管的制备工艺，参见图13，该制备工艺包括：
步骤201：提供衬底。
本实施例中，所述衬底的材料为蓝宝石。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。
本实施例中，优选对衬底进行预处理，使衬底进行择优取向，同时去除残存在衬底表面上的颗粒等杂物，得到结晶质量更好的发光二极管，所述预处理步骤是在高温条件下氢气和氮气混合气氛中对衬底进行预处理，优选在900℃～1200℃高温下处理5～10分钟。
步骤202：在所述衬底上沉积缓冲层。
所述缓冲层用于改善后续形成的电子提供层与所述衬底之间的晶格失配。
本实施例中，所述缓冲层的材料为氮化镓。在其他实施例中，所述缓冲层的材料还可以为砷化镓或磷化镓。
本实施例中，形成所述缓冲层的工艺包括：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。
如果形成所述缓冲层的温度过低，容易使形成的缓冲层晶格质量较差；如果形成所述缓冲层的温度过高，容易增加所述衬底与所述电子提供层之间的失配度，从而在所述缓冲层中产生较大的应力。具体的，本实施例中，形成所述缓冲层的工艺参数包括：反应温度为400℃～700℃。
步骤203：在所述缓冲层上沉积电子提供层。
本实施例中，电子提供层通过高价原子取代低价原子形成电子，可以是四价原子取代三价原子形成电子，或者是五价原子取代四价原子形成电子，四价原子取代三价原子可以是硅原子取代镓原子，五价原子取代四价原子可以是硫原子取代砷原子。
本实施例中，电子提供层包括依次沉积在缓冲层上的本征层，掺杂层；所述本征层包括以以纵向模式生长的第一本征层和以横向模式生长的第二本征层，本征层中不包含掺杂原子或者包含低浓度的掺杂原子，掺杂层包含高浓度的掺杂原子。
具体的，第一本征层通过在高压下进行纵向模式生长，第二本征层通过在低压下进行横向模式生长，可选的，第一本征层在300Torr～500Torr压力下进行纵向模式生长，第二本征层在100Torr～200Torr压力下进行横向模式生长。
本实施例中，形成所述电子提供层的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述电子提供层的反应气体包括：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。
如果形成所述电子提供层的温度过低，容易使形成的电子提供层晶格质量较差；如果形成所述电子提供层的温度过高，容易造成表面缺陷。具体的，本实施例中，形成所述电子提供层反应温度为800℃～1200℃。
步骤204：在所述电子提供层上沉积发光层。
本实施例中，发光层包括交替沉积在电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层，发光阱层和发光垒层交替层叠设置，发光阱层为铟镓氮层，发光垒层为氮化镓层，发光阱层数量等于发光垒层数量，第一个发光阱层沉积在电子提供层上，空穴提供层沉积在最后一个发光垒层上。
本实施例中，发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一插入第一薄阱层和第一薄垒层，第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度，且在第一薄阱层中铟含量保持不变，第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势磊深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐增的方式增加，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等。
通过在发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一插入第一薄阱层和第一薄垒层，电子在从电子提供层向发光层靠近空穴提供层一侧跃迁时，电子跃迁速度变慢，第一薄阱层和第一薄垒层的设置将对跃迁速度变慢的电子产生阻隔作用，进一步降低电子跃迁速度，防止电子向空穴提供层跃迁，同时第一薄阱层和第一薄垒层提高了空穴向发光层中的跃迁速度，两方面共同作用增加了电子和空穴在发光层中的复合效率，进而提高内量子效率，提高发光强度。
具体的，第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度，即第一薄阱层铟含量低于发光阱层铟含量，可以通过铟源流量和镓源流量比控制实现；第一薄阱层中铟含量保持不变，即在沉积第一薄阱层时，铟源流量和镓源流量保持一固定比例；第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势垒深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐变的方式减小，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等，即沉积完第一薄阱层并开始沉积第一薄垒层时，以渐变(Ramp)的方式来进行沉积，具体的，使第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄阱层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第一薄垒层至沉积结束，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小。
在另外的实施例中，第一薄垒层与发光垒层之间插入第二薄垒层，第二薄垒层势磊深度低于发光垒层势磊深度且高于第一薄垒层势磊深度，可进一步增加空穴注入发光层中的浓度，提高内量子效率。
具体的，要实现第二薄垒层势磊深度低于发光垒层势磊深度且高于第一薄垒层势磊深度，可以通过设定第二薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第二薄垒层至沉积结束并开始沉积发光垒层，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小。
可选的，在发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层。或者，在发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层。
进一步，将发光层中靠近空穴提供层一侧的发光阱层阱宽设置成大于靠近电子提供层一侧的发光阱层阱宽，有助于在有效的发光阱层中形成高浓度的电子和空穴，提高发光效率。
在另外的实施例中，在发光层与空穴提供层之间设置阻隔层，阻隔层为铝镓氮层，阻隔层的引入可以有效的将电子阻隔在空穴提供层之前防止进入电子进入空穴提供层，同时空穴可正常的进入发光层中，不会影响空穴的正常跃迁，阻隔层可以改进发光层的电流扩展，降低电流堆积效应，而铝作为放射镜可以降低空穴提供层上电极对光的吸收，增加蓝宝石衬底边光的提取。
优选的，所述阻隔层包括多层依次沉积的铝镓氮层，各层铝镓氮层从发光层至空穴提供层铝含量依次减少。
本实施例中，所述发光阱层的层数与所述发光垒层的层数分别为4层～20层。
本实施例中，形成所述发光阱层、发光垒层、第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述发光阱层、第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层的反应气体包括：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，形成所述发光阱层、第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层的工艺参数包括：反应温度为600℃～900℃。
本实施例中，形成所述发光垒层的反应气体包括：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，形成所述发光垒层的工艺参数包括：反应温度为600℃～900℃。
步骤205：在所述发光层上沉积空穴提供层。
本实施例中，空穴提供层通过低价原子取代高价原子形成空穴，可以是二价原子取代三价原子形成空穴，或者是三价原子取代四价原子形成空穴，二价原子取代三价原子可以是镁原子取代镓原子，三价原子取代四价原子可以是镓原子取代锡原子。
本实施例中，形成所述空穴提供层的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。
本实施例中，形成所述空穴提供层的反应气体包括：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，形成所述空穴提供层的工艺参数包括：反应温度为800℃～1100℃。
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 (10)
1.一种高亮度LED制备工艺，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积缓冲层；
在所述缓冲层上沉积电子提供层；
在所述电子提供层上沉积发光层；
在所述发光层上沉积空穴提供层；
所述发光层包括交替沉积在所述电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层，所述发光阱层和所述发光垒层交替层叠设置，发光阱层为铟镓氮层，发光垒层为氮化镓层，发光阱层数量等于发光垒层数量，第一个发光阱层沉积在电子提供层上，空穴提供层沉积在最后一个发光垒层上；发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一设置第一薄阱层和第一薄垒层，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度且在第一薄阱层中铟含量保持不变，所述第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势磊深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐变的方式减少，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等。
2.如权利要求1所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述第一薄垒层与所述发光垒层之间插入第二薄垒层，所述第二薄垒层势磊深度低于所述发光垒层势磊深度且高于所述第一薄垒层势磊深度。
3.如权利要求1或2所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述发光层中靠近空穴提供层一侧的发光阱层阱宽大于靠近电子提供层一侧的发光阱层阱宽。
4.如权利要求3所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述发光层与空穴提供层之间设置阻隔层，所述阻隔层为铝镓氮层。
5.如权利要求4所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述阻隔层包括多层依次沉积的铝镓氮层，各层铝镓氮层从发光层至空穴提供层铝含量依次减少。
6.如权利要求5所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层。
7.如权利要求5所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述发光层中靠近空穴提供层最后两个或三个发光阱层与发光垒层之间均依次设置第一薄阱层、第一薄垒层、第二薄垒层。
8.如权利要求5所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度通过铟源流量和镓源流量比控制实现；通过铟源流量和镓源流量保持一固定比例使第一薄阱层中铟含量保持不变；沉积完第一薄阱层并开始沉积第一薄垒层时，使第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄阱层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第一薄垒层至沉积结束，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小，使第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势垒深度。
9.如权利要求5所述的高亮度LED制备工艺，其特征在于，通过设定第二薄垒层中铟源流量和镓源流量比低于第一薄垒层中铟源流量和镓源流量比，在从开始沉积第二薄垒层至沉积结束并开始沉积发光垒层，整个过程中铟源流量和镓源流量之比逐渐减小使所述第二薄垒层势磊深度低于发光垒层势磊深度且高于第一薄垒层势磊深度。
10.一种高亮度LED，其特征在于，包括：
衬底；
在所述衬底上沉积的缓冲层；
在所述缓冲层上沉积的电子提供层；
在所述电子提供层上沉积的发光层；
在所述发光层上沉积的空穴提供层；
所述发光层包括交替沉积在所述电子提供层上的多个发光阱层和多个发光垒层，所述发光阱层和所述发光垒层交替层叠设置，发光阱层为铟镓氮层，发光垒层为氮化镓层，发光阱层数量等于发光垒层数量，第一个发光阱层沉积在电子提供层上，空穴提供层沉积在最后一个发光垒层上；发光层中靠近空穴提供层一侧位于发光阱层和发光垒层之间至少其中之一设置第一薄阱层和第一薄垒层，所述第一薄阱层产生的势阱深度高于发光阱层势阱深度且在第一薄阱层中铟含量保持不变，所述第一薄垒层产生的势垒深度低于发光垒层势磊深度，且在第一薄垒层中铟含量以渐增的方式增加，第一薄阱层与第一薄垒层接触面铟含量相等。
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