[發(fā)明專利]一種新型的GaN基發(fā)光二極管器件及其制作方法

無效

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• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN103378241A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 郝銳;馬學進;吳質樸
• 申請（專利權）人: 江門市奧倫德光電有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領域，特別是一種新型的GaN基發(fā)光二極管器件及其制作方法。?

背景技術

當前，在全球氣候變暖問題日趨嚴峻的背景下，節(jié)約能源、減少溫室氣體排放成為全球共同面對的重要問題。以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟，將成為經濟發(fā)展的重要方向。在照明領域，以LED(發(fā)光二極管)為代表的半導體發(fā)光產品，具有節(jié)能、環(huán)保，以及光源壽命長、體積小等優(yōu)點，正吸引著世人的目光。?

目前氮化鎵基發(fā)光二極管的常規(guī)結構如圖1所示：包括襯底4、第一種N型半導體層1，控制發(fā)光波長的多量子阱層2，第二種P型半導體層3。多量子阱結構為InGaN/GaN的多周期循環(huán)結構，其中最后一個壘層與與前面的壘層為同樣的結構。?

對于GaN基LED來說，載流子的發(fā)光再復合主要集中在最后一個阱里。對于常規(guī)結構的LED來說，阱壘層的晶格失配和熱失配造成較強的壓應變作用，直接的后果導致電子載流子泄漏出量子阱、空穴注入量子阱困難、極化電場增強等問題，從而影響內量子效率和電流效率。?

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新型GaN基發(fā)光二極管器件及其制備方法，既能夠提高器件的發(fā)光效率，又不影響器件的其它光電特性。?

為實現上述目的，本發(fā)明提供的技術方案是：提供一種新型的GaN基發(fā)光二極管器件結構，其中包括依次層疊的襯底、第一種半導體載流子注入層、多?量子阱結構、多量子阱結構的最后一個量子壘(LQB)及第二種半導體載流子注入層，所述多量子阱結構的最后一個量子壘(LQB)為多層或多組分復合結構，所述最后生長的量子壘為一層或多層GaN類及其合金材料的外延結構。?

如上所述的結構，其特征在于：襯底可以是藍寶石，碳化硅，或硅。?

如上所述的結構，其特征在于：其特征在于：所述最后一個量子壘層的GaN類合金材料為AlGaN、InGaN、AlInGaN中的一種和幾種。?

如上所述的結構，其特征在于：所述最后一個量子壘層的層數為0-8層。?

如上所述的結構，其特征在于：所述最后一個量子壘層的層厚為3-600A。?

如上所述的結構，其特征在于：所述最后一個量子壘層所摻雜的元素為Mg、Si、Zn、Ge中的一種或幾種。?

本發(fā)明發(fā)光二極管的制作方法的技術方案是，在制作好的N型氮化鎵半導體層后，采用MOCVD方法，包括如下步驟：?

1)生長GaN層：將生長溫度設定在700-900℃，反應器的壓力為100-500Tor，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的TEG，生長時間為20-600s；?

2)生長InGaN層：將生長溫度設定在700-900℃，反應器的壓力為100-500Tor，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的TEG，還通入流量為10-600sccm的TMIn，生長時間為20-600s；?

3)重復以上步驟(1)和(2)形成一個量子阱周期，生長3-15個周期的量子阱；?

4)完成最后一個量子阱的生長后，將生長溫度設定在700-900℃，反應器的壓力為100-500Tor，通入10-60L的高純氨氣和10-90L的高純氮氣，通入流量為10-600sccm的TEG，通入流量為0-600sccm的TMIn，通入流量為0-1000sccm?的二茂鎂，通入流量為0-300sccm的TMA，生長多層或多組分復合結構的最后一個量子壘外延層。生長完成整個多量子阱結構后繼續(xù)發(fā)光二極管其他部分。?

本發(fā)明提供的一種新型的GaN基發(fā)光二極管器件及其制備方法優(yōu)益之處在于：能夠緩釋多量子阱與P型層之間應力作用，改善空穴的有效注入，提高器件的內量子效率和電流效率。?

附圖說明：

圖1常規(guī)結構的GaN基發(fā)光二極管結構的剖面示意圖。?

圖2本發(fā)明的發(fā)光二極管的剖面示意圖。?

圖中：第一種N型半導體層1，控制發(fā)光波長的多量子阱層2，第二種P型半導體層3、包括襯底4、最后一個量子壘(LQB)5、常規(guī)GaN量子壘層10、常規(guī)InGaN量子阱層11?

具體實施方式

為了更具體地說明本發(fā)明，現給出若干實施例。但本發(fā)明所涉及的內容并不僅僅局限于這些實施例。?