CN111640829A - 一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 - Google Patents
一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111640829A CN111640829A CN202010446626.0A CN202010446626A CN111640829A CN 111640829 A CN111640829 A CN 111640829A CN 202010446626 A CN202010446626 A CN 202010446626A CN 111640829 A CN111640829 A CN 111640829A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electron blocking
- composite electron
- blocking layer
- alxinyga1
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 57
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 238
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N oxotin;zinc Chemical compound [Zn].[Sn]=O KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明属于半导体领域，尤其涉及一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法，其中复合电子阻挡层位于有源层和P型半导体层之间，为AlxInyGa1‑x‑yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成。本发明可以促进空穴横向扩展，改善电子溢流，提升亮度。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种具有由AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯周期性交替层叠形成的复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管（LED）具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通信号灯、户外照明、汽车灯等领域有着广泛的应用。
GaN基LED的外延片从下至上通常包括衬底、N型GaN层、有源层、电子阻挡层和P型GaN层，当电流通过时，N型GaN层的电子和P型GaN层的空穴进入多量子阱层复合发光。
目前限制发光亮度的主要是空穴和电子的复合效率低，空穴的质量较电子大，所以电子的迁移率比空穴要快，为了防止电子溢流到P型GaN层，提高空穴电子的复合效率，目前常用的是引入P型AlGaN层作为电子阻挡层，以改善电子溢流。虽然P型AlGaN层可以改善电子的溢流，但是由于其高的势能位垒，对空穴也会有阻挡作用，从而降低了空穴注入有源层的几率；另外，空穴的横向扩展能力也是决定复合效率的关键因素。
发明内容
因此，为了提高空穴的注入效率及其横向扩展能力，本发明设计一种复合电子阻挡层，其为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成，借由石墨烯层增加空穴的横向扩展能力，同时借由AlxInyGa1-x-yN层提高空穴的注入效率。具体技术方案如下：
一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，至少包括：衬底；N型半导体层，位于衬底上；有源层，位于N型半导体层上；P型半导体层，位于有源层上；N电极，电连接于N型半导体层；P电极，电连接于P型半导体层；其特征在于：还包括复合电子阻挡层，所述复合电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成，位于有源层和P型半导体层之间，其中0<x<1，0<y<1, x+y<1。
进一步地，所述AlxInyGa1-x-yN层中通过调节Al与In的配比，使AlxInyGa1-x-yN层的功函数与石墨烯层的功函数匹配。
进一步地，所述AlxInyGa1-x-yN层中Al组分含量由有源层一侧向P型层一侧逐层递减。优选的，所述AlxInyGa1-x-yN层中Al组分含量由有源层一侧向P型层一侧按照10%~50%的比例逐层递减。
进一步地，所述AlxInyGa1-x-yN层为p型掺杂层。优选的，其中所述p型掺杂的杂质浓度小于1E19/cm3。
进一步地，所述复合电子阻挡层的厚度范围为50-150nm。优选的，所述复合电子阻挡层中的一个周期中AlxInyGa1-x-yN层的厚度范围10~30nm，石墨烯层的厚度范围为0.3~3nm。
进一步地，所述复合电子阻挡层中AlxInyGa1-x-yN层与石墨烯层的层数相同。优选的，所述复合电子阻挡层的周期数范围为2~10。
进一步地，所述复合电子阻挡层的一个周期中AlxInyGa1-x-yN层靠近有源层一侧，石墨烯层靠近P型半导体层一侧。
本发明的另一实施例中，提供了上述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上依次沉积N型半导体、有源层和P型半导体层，其特征在于：
在所述有源层和P型半导体层之间沉积复合电子阻挡层，所述复合电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成。
其中，所述复合电子阻挡层的生长温度范围为700~1000℃、压力200~500torr、转速900~1200rpm。
本发明至少具有以下有益效果：
（1）复合电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠而成，多层材料膜层的层叠，可以增加空穴的横向扩展能力；
（2）复合电子阻挡层中增加石墨烯层，石墨烯层可以进一步提高空穴的横向扩张能力，
（3）复合电子阻挡层采用AlxInyGa1-x-yN层，并且通过调节Al和In的配比，使AlxInyGa1-x-yN层与石墨烯层的功函数匹配，提高电子阻挡层界面的生长质量，同时可以改善电子溢流，降低LED的启动电压。
附图说明
图1为本发明其一实施例之发光二极管截面结构示意图。
图2为本发明其一实施例之复合电子阻挡层结构示意图。
图3为本发明另一实施例之发光二极管制作方法流程示意图。
具体实施方式
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1
图1示出了本发明其一实施例的发光二极管截面结构示意图。
参看图1 ，该发光二极管至少包括：衬底10；N型半导体层21，位于衬底10上；有源层22，位于N型半导体层21上；复合电子阻挡层70；P型半导体层23，位于有源层22上；N电极60，电连接于N型半导体层21；P电极50，电连接于P型半导体层23。
衬底10的材质可以选自Al2O3、SiC、GaAs、GaN、AlN、GaP、Si、ZnO、MnO中的任意一种或者几种的组合。本实施例以蓝宝石衬底10（sapphire substrate）为例说明，晶格方向可以例如为（0001），但本发明不限制所使用的衬底10材质与晶格方向。也可以对衬底10进行图形化处理，改变光的传播路径，提升发光元件的出光效率。
N型半导体层21和P型半导体层23均可以由多层III-V族化合物半导体层层叠形成，其可以为单层结构或多层结构，可以为p型掺杂或者n型掺杂，p型掺杂杂质类型可以为Mg、Zn、Ca、 Sr、或者Ba，n型掺杂杂质类型可以为Si、Ge、或者Sn，本发明不排除其他的元素等效替代的掺杂。
有源层22夹置于N型半导体层21和P型半导体层23之间，N型半导体层21提供的电子与P型半导体层23提供的空穴在有源层22中复合，有源层22受电压驱动时会发出光线。该光线的颜色取决于有源层22化合物半导体层的材料。本发明中，N型半导体层21、有源层22和P型半导体层23可以均为氮化镓系III-V族化合物半导体，诸如GaN、GaAlN、InGaN、InAlGaN等，有源层22可以为单量子阱或多量子阱结构。
然而由于电子的质量小于空穴的质量，电子的迁移率较高。部分电子可以从有源层22中朝着P型半导体层23的方向溢出，从而产生电子溢流现象，导致发光二极管漏电。因此在有源层22和P型半导体层23之间生长电子阻挡层，用于降低电子的迁移速率，阻挡电子溢流。
常规的电子阻挡层采用高势垒的AlGaN材料生长，然而由于AlGaN的势垒较高，其在阻挡电子的同时，对空穴也有阻挡作用，从而降低了空穴注入有源层22的几率。
参看附图2，因此，本发明中采用AlxInyGa1-x-yN层71材料代替传统的AlGaN材料作为电子阻挡层，其中，0<x<1，0<y<1，0<x+y<1，并且为了提高电子阻挡层的横向扩展能力，采用AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72交替层叠形成复合电子阻挡层70。复合电子阻挡层70为AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72周期性交替层叠而成的多层材料膜层，多层材料膜的层叠，可以增加空穴的横向扩展能力；同时，复合电子阻挡层70中增加石墨烯层72，石墨烯层72进一步可以提高空穴的横向扩张能力。
进一步地，在靠近有源层22的第一组AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72结构中，AlxInyGa1-x-yN层71靠近有源层22一侧，然而在其他实施例中，石墨烯层72也可以为靠近有源层22一侧。但是，前者的启动电压相对后者会较低。
当单独采用石墨烯层72作为电子阻挡层时，石墨烯层72和P型半导体层23之间材料的功函数相差较大，不容易形成良好的欧姆接触，会在界面形成较高的势垒的问题，导致启动电压高。当单独采用AlxInyGa1-x-yN层71作为电子阻挡层时，其横向扩展能力较差。
因此，本发明中采用AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72周期性交替层叠而成，石墨烯可以提高空穴穿过复合电子阻挡层70的横向扩展能力，同时，多层膜的层叠，可以进一步增加空穴的横向扩展能力。
由于如果复合电子阻挡层70的膜层生长质量较差，会影响电子阻挡的效果以及后续P型半导体层23的生长质量，因此本发明中调整AlxInyGa1-x-yN层71中Al组分与In组分的配比，降低AlxInyGa1-x-yN层71的功函数，使其与石墨烯层72的功函数匹配，提高AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72的界面生长质量，从而降低LED的启动电压。
AlxInyGa1-x-yN层71中Al组分含量由有源层22一侧向P型层一侧逐层递减。优选的，AlxInyGa1-x-yN层71中Al组分含量由有源层22一侧向P型层一侧按照10%~50%的比例逐层递减。即，靠近有源层22一侧，复合电子阻挡层70中Al组分较高，靠近P型半导体层23一侧，复合电子阻挡层70中Al组分较低。如此设置的目的是，可以在靠近有源层22一侧的复合电子阻挡层70内形成较高的势垒高度，阻挡电子从有源层22溢流进入P型半导体层23，防止产生漏电问题。同时，可以在靠近P型半导体层23一侧的复合电子阻挡层70内形成较低的势垒，用于减小相对空穴的势垒高度。逐层递减的Al组分可以为空穴越过复合电子阻挡层70注入有源层22提供了类似于缓慢变化的台阶和更多的越过机会，减弱了电子阻挡层对空穴注入有源层22的阻挡作用。复合电子阻挡层70为p型掺杂层，具体是AlxInyGa1-x-yN层71为p型掺杂层，p型杂质通常包括Mg，Mg的掺杂浓度小于1E19/cm3。由于空穴的质量大于电子，其迁移率和迁移速率均小于电子，因此为了提高P型半导体层23中的空穴注入有源层22的几率，将复合电子阻挡层70进行p型掺杂，可以提高空穴的数量。
复合电子阻挡层70总的厚度范围为20~300nm。其中复合电子阻挡层70中的一个周期中AlxInyGa1-x-yN层71的厚度范围10~30nm，石墨烯层72的厚度范围为0.3~3nm。复合电子阻挡层70中AlGaN层与石墨烯层72的层数相同，复合电子阻挡层70的周期数范围为2~10。
P型接触层24位于P型半导体层23表面，P型接触层24用于降低P型半导体层23的P电极50的接触电阻，从而降低接触电压。
刻蚀P型接触层24和有源层22至N型半导体层21，以露出N型半导体层21，然后在露出的N型半导体层21表面采用例如蒸镀法等方法制作N电极60，并在P型半导体层23表面制作P电极50。本实施例的刻蚀工艺为干法蚀刻，但本发明不局限于此，也可以采用湿法蚀刻形成。
电流阻挡层30位于P型接触层24表面，其位于P电极50在P型接触层24上的垂直投影位置。电流阻挡层30用于阻挡P电极50下方的电流垂直注入P型半导体层23内，从而改善P电极50下方的电流拥挤现象。电流阻挡层30的材料为绝缘材料，可以包括分布布拉格反射层、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝等。电流阻挡层30通常采用CVD法沉积而成。电流阻挡层30的形状可以为块状或者中间具有孔洞的环状等，其边缘可以超出P电极50的边缘，或者不超出P电极50的边缘。
透明导电层40位于电流阻挡层30和P型接触层表面，用于改善电流的横向扩展。透明导电层40的材料包括具有导电性并且透光性较好的材料，其可以选自氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层中的一种或者几种的组合，本实施例以氧化铟锡层为例说明。透明导电层40的制作方法可以选用真空蒸镀法、电子束蒸镀法、射频法、溅射法、等离子体化学气相沉积法（PECVD）。
P电极50包括用于打线的焊盘部51，焊盘部51通常呈圆形，便于打线。为了扩展电流，P电极50还包括由焊盘部51沿着透明导电层40表面延伸的分支部52，分支部52通常呈条状，其由P电极50向N电极60的方向延伸。P电极50可以包括一条以上的分支部52，此时，多条分支部52对电流的扩展效果更好。
在透明导电层40和P电极50的表面还可以设置绝缘的保护层（图中未示出），保护层可以使LED与周围环境的空气、水气、脏污等隔绝，提高LED的性能。
图3示出了本发明的另一实施例的发光二极管的制作方法。
参看附图3，上述的一种具有复合电子阻挡层70的发光二极管的制作方法，包括如下步骤：
S1、提供一衬底10，在所述衬底10上依次沉积N型半导体层21、有源层22和P型半导体层23；S2、在有源层22和P型半导体层23之间沉积复合电子阻挡层70，复合电子阻挡层70为AlxInyGa1-x-yN层71和石墨烯层72周期性交替层叠形成。
其中，复合电子阻挡层70的生长温度范围为700~1000℃、压力200~500torr、转速900~1200rpm。
应当理解的是，上述具体实施方案为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，至少包括：
衬底；
N型半导体层，位于衬底上；
有源层，位于N型半导体层上；
P型半导体层，位于有源层上；
N电极，电连接于N型半导体层；
P电极，电连接于P型半导体层；
其特征在于：
还包括复合电子阻挡层，所述复合电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成，位于有源层和P型半导体层之间，其中0<x<1，0<y<1，x+y<1。
2.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述AlxInyGa1-x-yN层中通过调节Al与In的配比，使AlxInyGa1-x-yN层的功函数与石墨烯层功函数匹配。
3.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述AlxInyGa1-x-yN层中Al组分含量由有源层一侧向P型层一侧逐层递减。
4.根据权利要求4所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述AlxInyGa1-x-yN层中Al组分含量由有源层一侧向P型层一侧按照10%~50%的比例逐层递减。
5.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述AlxInyGa1-x-yN层为p型掺杂层。
6.根据权利要求5所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述p型掺杂的杂质浓度小于1E19/cm3。
7.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述复合电子阻挡层的厚度范围为20-300nm。
8.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述复合电子阻挡层中的一个周期中AlxInyGa1-x-yN层的厚度范围10~30nm，石墨烯层的厚度范围为0.3~3nm。
9.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述复合电子阻挡层中AlxInyGa1-x-yN层与石墨烯层的层数相同，所述复合电子阻挡层的周期数范围为2~10。
10.根据权利要求1所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述复合电子阻挡层的一个周期中石墨烯层靠近有源层一侧，AlxInyGa1-x-yN层靠近P型半导体层一侧。
11.一种具有复合电子阻挡层的发光二极管的制作方法，包括如下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上依次沉积N型半导体、有源层和P型半导体层，其特征在于：在所述有源层和P型半导体层之间沉积复合电子阻挡层，所述复合电子阻挡层为AlxInyGa1-x-yN层和石墨烯层周期性交替层叠形成。
12.根据权利要求11所述的一种具有复合电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：所述复合电子阻挡层的生长温度范围为700~1000℃、压力200~500torr、转速900~1200rpm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010446626.0A CN111640829A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010446626.0A CN111640829A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111640829A true CN111640829A (zh) | 2020-09-08 |
Family
ID=72333257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010446626.0A Pending CN111640829A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111640829A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113394318A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-14 | 中国科学院半导体研究所 | 发光二极管的外延结构及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102214753A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-10-12 | 中国科学院半导体研究所 | 应用石墨烯薄膜电流扩展层的氮化镓基垂直结构led |
| US20140191192A1 (en) * | 2011-07-29 | 2014-07-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device |
| US20140374698A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-25 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Light emitting diode chip and method for manufacturing same |
| US20150280056A1 (en) * | 2012-09-14 | 2015-10-01 | Palo Alto Research Center Incorporated | Graded electron blocking layer |
| CN105932130A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-09-07 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种具有新型电子阻挡层的近紫外led及其制备方法 |
| CN106876530A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-20 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管的外延片及其制作方法 |
| CN106876529A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-20 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管的外延片及其制备方法 |
| CN107026221A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 具有高亮度的led芯片及其制备方法 |
| CN108538973A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN108807627A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-11-13 | 河源市众拓光电科技有限公司 | 一种大功率垂直结构led外延结构及其制备方法 |
| CN110137336A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-16 | 上海工程技术大学 | 紫外光led芯片制造方法以及紫外光led芯片 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010446626.0A patent/CN111640829A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102214753A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-10-12 | 中国科学院半导体研究所 | 应用石墨烯薄膜电流扩展层的氮化镓基垂直结构led |
| US20140191192A1 (en) * | 2011-07-29 | 2014-07-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device |
| US20150280056A1 (en) * | 2012-09-14 | 2015-10-01 | Palo Alto Research Center Incorporated | Graded electron blocking layer |
| US20140374698A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-25 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Light emitting diode chip and method for manufacturing same |
| CN107026221A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 具有高亮度的led芯片及其制备方法 |
| CN105932130A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-09-07 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种具有新型电子阻挡层的近紫外led及其制备方法 |
| CN106876530A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-20 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管的外延片及其制作方法 |
| CN106876529A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-20 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管的外延片及其制备方法 |
| CN108807627A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-11-13 | 河源市众拓光电科技有限公司 | 一种大功率垂直结构led外延结构及其制备方法 |
| CN108538973A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN110137336A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-16 | 上海工程技术大学 | 紫外光led芯片制造方法以及紫外光led芯片 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113394318A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-14 | 中国科学院半导体研究所 | 发光二极管的外延结构及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9105762B2 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
| US20070018183A1 (en) | Roughened high refractive index layer/LED for high light extraction | |
| KR100604406B1 (ko) | 질화물 반도체 소자 | |
| WO2012091311A2 (en) | High efficiency light emitting diode | |
| CN204407349U (zh) | 一种氮化镓基发光二极管 | |
| KR20130042784A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 | |
| US20130026446A1 (en) | Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof | |
| KR20130058406A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| WO2017101522A1 (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
| US20070007584A1 (en) | Nitride semiconductor light emitting diode and method of manufacturing the same | |
| CN111403565A (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
| US8735923B2 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
| KR20190133417A (ko) | 발광 소자 및 이의 제조 방법 | |
| KR20090076163A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 제조방법 및 이에 의해 제조된질화물 반도체 발광소자 | |
| CN111640829A (zh) | 一种具有复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法 | |
| KR20110117963A (ko) | 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 | |
| KR100836132B1 (ko) | 질화물계 반도체 발광다이오드 | |
| KR101449032B1 (ko) | 플립칩 구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드소자 및 이의 제조 방법 | |
| KR100721143B1 (ko) | 질화갈륨계 발광다이오드 | |
| KR102224109B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 제조방법 및 조명시스템 | |
| KR101480552B1 (ko) | 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법 | |
| US20240178326A1 (en) | Semiconductor structure and manufacturing method thereof | |
| KR101428069B1 (ko) | 플립칩 구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드소자 및 이의 제조 방법 | |
| KR101196961B1 (ko) | 발광 다이오드 및 그 제조 방법 | |
| CN112424960B (zh) | 发光二极管及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |