[發明專利]紫外發光二極管和其制備方法

有效

• 申請號: 201410705184.1
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104681679B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 樸起延;許政勛;金華睦;韓昌錫;崔孝植
• 申請（專利權）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳;邱玲

提供了一種紫外發光二極管和制備其的方法。發光二極管包括介于n型氮化物基半導體層和p型氮化物基半導體層之間的有源區，其中所述有源區包括多個包含Al的阻擋層，多個包含Al的阱層且其與阻擋層交替排列，和至少一個調節層。每個調節層位于阱層和阻擋層之間并鄰近阱層，且其由二元氮化物半導體制成。調節層的設計可以減少有源區的應力，因此使得阱層和/或阻擋層的組成得到均一的控制。

本發明以韓國專利申請No.10-2013-0145122為優先權并主張其權益，該韓國專利申請的申請日為2013年11月27日，其在這里以引用的方式并入本發明，就如在本發明中詳盡描述。

技術領域

本發明涉及一種無機半導體發光二極管，并且更特別地，涉及氮化物基紫外(UV)發光二極管和制備其的方法。

背景技術

通常地，發射波長范圍為200nm到365nm的紫外光的發光二極管可以被用于多種用途，包括滅菌裝置或生物氣溶膠熒光檢測裝置的激勵源。

這樣的氮化物基UV發光二極管通常生長在生長襯底上，例如藍寶石襯底或氮化鋁襯底。另外，最近已經提出了關于制備垂直型UV發光二極管的技術(見WO2008/054995)。

與通常的近紫外或藍光發光二極管不同，發射相對遠的紫外光的發光二極管包括包含Al的阱層，例如AlGaN。由此，阻擋層或接觸層包含了比阱層更多量的Al，使其具有比阱層更寬的帶隙。

圖1是顯示了制備通常的紫外發光二極管的方法的剖面示意圖，且圖2是圖1的紫外發光二極管的有源區的放大剖面圖。

參考圖1和2，緩沖層23，和AlN層25、n型AlGaN層27、有源區的多量子阱結構30和p型AlGaN層31依次形成于襯底21上。

襯底21是藍寶石襯底，且緩沖層23作為激光剝離過程的犧牲層，其通常由GaN制成。緩沖層23可以包括核層和高溫緩沖層，如現有技術中已知的。

如現有技術已知的，支撐襯底連接到p型AlGaN層31的上表面，且襯底21通過激光剝離來移除。另外，緩沖層23和AlN層25還可以移除以暴露n型AlGaN層27的表面。

這里，有源區30具有多量子阱結構，其中阻擋層30b和阱層30w交替堆疊在另一個之上。在有源區30中，最下的層和最上的層可以是阻擋層30b或阱層30w。

在傳統技術中，阻擋層30b和阱層30w由包含Al的氮化物基半導體制成，例如AlGaN或AlInGaN。當AlGaN層或AlInGaN層堆疊在另一個之上時，每一層的殘余應力引起了相比InGaN/GaN的情況更明顯的帶彎曲現象。結果，紫外發光二極管的內部量子效率降低，且隨著增長的電流，光的波長出現顯著的變化。另外，當準確的厚度控制失敗時，在有源區30上形成的層，例如p型AlGaN層31，會遭受破裂，通過這引起發光二極管的故障。

另一方面，在傳統技術中，阻擋層和阱層由AlGaN或AlInGaN制成。阻擋層或阱層通常具有非常小的納米尺寸的厚度。當薄層由AlGaN或AlInGaN層制成，生長的層的組成強烈的依賴于在其下形成的層的組成。即是，甚至當AlGaN層在相同的條件下生長，在AlGaN層下面的氮化物基的半導體層的組成變化引起生長的AlGaN層具有不同的組成。

因此，在逐次的或晶片到晶片的條件下制備具有均一的光電特性的發光二極管是困難的，并且就光電性質而言，用同樣的晶片制備的發光二極管顯示出顯著的不同。

發明內容

本發明的一個方面提供了一種氮化鎵基的紫外發光二極管，其可以阻止晶體缺陷的產生，例如破裂，以及制備其的方法。

本發明的另一方面提供了一種發光二極管，其使得阱層和/或阻擋層的組成得到了均一的控制，以及制備其的方法。