[發明專利]一種提高發光二極管外量子效率的方法

有效

• 申請號: 200910061316.0
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101521258A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 劉玉萍;魏世禎;孫飛
• 申請（專利權）人: 武漢華燦光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所
• 代理人: 胡里程

1.一種提高發光二極管外量子效率的方法，該發光二極管外延片結構從下向 上的順序依次為襯底(1)、低溫緩沖層(2)、高溫緩沖層(3)、第一N型層(4)、 第二N型層(5)、第三N型層(6)、第四N型層(7)、發光層多量子阱結構 MQW(8)、P型層，P型層由第一P型層(9)、第二P型層(10)、第三P型 層(11)依次累疊生長而成；其特征在于：發光二極管外延片P型層采用粗化 方式生長：提高P型層鎂Mg原子的摻雜濃度從而達到使外延片表面粗糙化的 目的，鎂原子與鎵原子的摩爾比介于1/100至1/4之間；上述第一P型層(9)、 第二P型層(10)、第三P型層(11)合稱P型復合層，采用上述粗化方式生 長的P型層為粗化層，所述粗化層為P型復合層中任意一層或多層，或某一層 某一個區域；粗化層直接接觸且位于發光層多量子阱結構MQW(8)之上，或 者位于LED外延層最表層，或者位于P型復合結構的中間層；P型復合層包 括第一P型層(9)鋁銦鎵氮合金Al_xIn_yGa_1-x-yN0＜x＜1，0≤y＜1，x+y＜1， 第二P型層(10)鋁銦鎵氮合金Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1， 第三P型層(11)鋁銦鎵氮合金Al_xIn_yGa_1-x-yN，0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1； 第一P型層(9)Al_xIn_yGa_1-x-yN0＜x＜1，0≤y＜1，x+y＜1的生長厚度介于 10nm至200nm之間，第二P型層(10)Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1， x+y＜1的生長厚度介于100nm至800nm之間，第三P型層(11)Al_xIn_yGa_1-x-yN 0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1的生長厚度介于5nm至20nm之間；第一P型層(9) Al_xIn_yGa_1-x-yN0＜x＜1，0≤y＜1，x+y＜1的生長溫度介于950℃至1080℃之 間，第二P型層(10)Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1的生長溫度介于 850℃至1050℃之間，第三P型層(11)Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1， x+y＜1的生長溫度介于850℃至1050℃之間。

2.如權利要求1所述一種提高發光二極管外量子效率的方法，其特征在于： 第二P型層(10)Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1中的鎂原子的摻 雜濃度是梯度變化的，靠近發光層多量子阱結構MQW(8)的濃度最低，靠近 外延片表面的濃度最高，隨二極管外延片結構從下向上，鎂原子的摻雜濃度逐 漸升高。

3.如權利要求1所述一種提高發光二極管外量子效率的方法，其特征在于： 第一P型層(9)Al_xIn_yGa_1-x-yN0＜x＜1，0≤y＜1，x+y＜1，包括AlGaN，Al 的組分介于5％至30％之間。

4.如權利要求1所述一種提高發光二極管外量子效率的方法，其特征在于： 第二P型層(10)Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1，包括AlGaN，GaN， InGaN，其禁帶寬度小于第一P型層(9)。

5.如權利要求1所述一種提高發光二極管外量子效率的方法，其特征在于： 第三P型層(11)Al_xIn_yGa_1-x-yN0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1，包括AlGaN，GaN， InGaN，其禁帶寬度小于第一P型層(9)。