[發明專利]一種發光二極管元件及其制備方法

有效

• 申請號: 201610061132.4
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105470358B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 尋飛林;張家宏;林兓兓;李政鴻
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種發光二極管元件，包括襯底、N型半導體層、發光層和P型半導體層，其中，所述發光層的一側或者兩側具有一避免發光二極管元件內部形成微型n?p?n結或p?n?p結的阻隔層，所述阻隔層為摻雜類型與相鄰的半導體層相同的摻雜層，所述阻隔層由低摻雜層和高摻雜層依次交替堆疊而成，所述高摻雜層的摻雜濃度大于所述低摻雜層的摻雜濃度，所述低摻雜層濃度為1×10¹⁷~5×10¹⁷cm^?3；所述阻隔層用于防止發光二極管元件在工作中出現電壓回轉現象造成的開/關延遲效應。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，特別涉及一種發光二極管元件及其制備方法。

背景技術

發光二極管（LED）具有效率高、壽命長、體積小、功耗低等優點，可以用于室內外照明、屏幕顯示、背光源等，在該產業的發展中，GaN 材料是 V-III 族化合物半導體的典型代表，那么如何提高 GaN 基發光二極管的光電性能成為半導體照明產業的關鍵技術。

傳統的GaN基外延結構，通常在N型層與發光層之間或P型層與發光層之間增加非摻雜層或摻雜濃度低于1×10¹⁷cm^-3的摻雜層，用以均勻電流密度，改善電流分布狀況。然而，此非摻雜層或摻雜濃度低于1×10¹⁷cm^-3的摻雜層造成外延結構中出現非期望的n-p-n或p-n-p結，具有該現象的發光二極管元件在使用過程中，特別是在低電流條件下使用時出現電壓回轉現象。而后將具有此現象的發光二極管與正常發光二極管串聯應用于照明領域時，在電流逐漸加大供電時，具有此現象的發光二極管較正常發光二極管出現延遲亮燈的狀況，而在電流逐漸減小斷電時，則出現延遲滅燈的狀況，從而造成同一模塊或矩陣的半導體元件出現非預期的延遲開啟或熄滅效果。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種發光二極管元件及其制備方法，通過在發光層兩側或其中一側插入一阻隔層，所述阻隔層的摻雜類型與相鄰的N型半導體層或P型半導體層摻雜類型相同，以此避免發光二極管元件內部形成微型n-p-n結或p-n-p結，防止發光二極管元件在工作中出現電壓回轉現象造成的開/關延遲效應。

本發明提供的技術方案為：一種發光二極管元件包括襯底、N型半導體層、發光層和P型半導體層，其中，所述發光層的一側或者兩側具有一避免發光二極管元件內部形成微型n-p-n結或p-n-p結的阻隔層，所述阻隔層摻雜類型與相鄰的N型半導體層或P型半導體層相同；即，當所述阻隔層與所述N型半導體層相鄰時，所述摻雜雜質為Si、Sn、S、Se、Te中的其中一種；當所述阻隔層與所述P型半導體層相鄰時，所述摻雜雜質為Be、Mg、Zn、Cd、C中的其中一種。所述阻隔層由濃度為1×10¹⁷~5×10¹⁷cm^-3的低摻雜層和濃度大于5×10¹⁷cm^-3的高摻雜層依次交替堆疊而成；所述阻隔層用于防止發光二極管元件在工作中出現電壓回轉現象造成的開/關延遲效應。

優選的，所述低摻雜層的雜質濃度低于相鄰的所述N型半導體層或P型半導體層。

優選的，所述低摻雜層與高摻雜層厚度比例為2:1~100:1。

優選的，所述高摻雜層的摻雜濃度為5×10¹⁸~5×10²⁰cm^-3。

優選的，所述低摻雜層的厚度為20~500nm。