[發(fā)明專利]一種氮化物發(fā)光二極管及其制作方法

有效

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• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105633241B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 鄭錦堅;鐘志白;廖樹濤;杜偉華;楊煥榮;李志明;伍明躍;周啟倫;林峰;李水清;康俊勇
• 申請（專利權）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/14;H01L33/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及半導體光電器件領域，特別是一種具有N型低Pits密度且量子阱高Pits密度的氮化物發(fā)光二極管。

背景技術

現(xiàn)今，發(fā)光二極管（LED），特別是氮化物發(fā)光二極管因其較高的發(fā)光效率，在普通照明領域已取得廣泛的應用。氮化物與襯底之間具有較大的晶失配和熱失配，導致生長的氮化物具有很高的位錯密度。目前研究表明，氮化物發(fā)光二極管能夠在如此高位錯密度的基底上獲得高亮度的原因正是由于多量子阱開出很高的Pits密度，形成局域的量子發(fā)射和散射。但是，N型和P型的位錯密度高又會存在反向擊穿電壓低，漏電大等性能問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術存在的問題，為了獲得兼具高反向擊穿電壓、低漏電和高亮度量子阱的發(fā)光二極管，本案提出一種具有N型低Pits密度（1E7~1E9 cm2）且量子阱高Pits密度(1E9~1E12 cm2)的氮化物發(fā)光二極管及其制作方法。

本發(fā)明的目的是：提供一種氮化物發(fā)光二極管及其制作方法，高Pits密度的量子阱可以獲得極大的亮度提升，低Pits密度的N型氮化物則可以改善反向性能，從而獲得兼具N型高反向擊穿電壓、低漏電和高亮度量子阱的發(fā)光二極管。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種氮化物發(fā)光二極管，依次包括：襯底，緩沖層，高Pits密度的第一N型氮化物，位錯過濾層，低Pits密度的第二N型氮化物，鈍化層，高Pits密度的第三N型氮化物，高Pits密度的量子阱，P型氮化物，其特征在于：N型氮化物通過位錯過濾層過濾第一N型氮化物的Pits，再形成低pits密度的第二N型氮化物；然后，將形成P型氮化物一側(cè)的氮化物蝕刻至高Pits密度的第一N型氮化物，繼續(xù)形成高Pits密度的第三N型氮化物，再依然形成高Pits密度的量子阱和P型氮化物，形成具有N型低Pits密度而量子阱高Pits密度的氮化物發(fā)光二極管，從而獲得兼具N型高反向擊穿電壓、低漏電和高亮度量子阱的發(fā)光二極管。

進一步地，所述襯底為藍寶石、碳化硅、硅、氮化鎵、氮化鋁、ZnO等適合外延生長的襯底。

進一步地，所述高Pits密度的第一N型氮化物、第三N型氮化物和多量子阱的Pits密度為1E9~1E12 cm²。

進一步地，所述低Pits密度的第二N型氮化物的Pits密度為1E7~1E9 cm²。

進一步地，所述位錯過濾層為低溫的Al_xGa_1-xN/GaN超晶格結構，Al組分x為0~1。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種氮化物發(fā)光二極管的制作方法，包含以下步驟：（1）采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）在襯底上依次外延生長緩沖層、高Pits密度的第一N型氮化物、位錯過濾層，低Pits密度的第二N型氮化物；（2）制作N型低Pits密度，P型一側(cè)高Pits密度的模板，先將外延片取出反應室，在第二N型氮化物上沉積鈍化層，然后，在準備生長P型氮化物一側(cè)采用干蝕刻方法蝕刻至高Pits密度的第一N型氮化物；（3）重新放入反應室進行外延生長，在準備生長P型氮化物一側(cè)依次生長高Pits密度的第三N型氮化物，高Pits密度的量子阱，P型氮化物；（4）去除第二N型氮化物一側(cè)的鈍化層，沉積N型電極和P型電極。

進一步地，所述步驟（1）的位錯過濾層采用低溫生長方法，將反應室溫度降至650~850度，優(yōu)選750度，生長低溫的Al_xGa_1-xN/GaN的超晶格的位錯過濾層，將高Pits密度的第一N型氮化物的Pits密度降低至1E7~1E9cm²，優(yōu)選5E7 cm²。

進一步地，所述步驟（2）先將外延片取出反應室，在第二N型氮化物上沉積鈍化層，鈍化層材料為SiO₂、SiNx等，優(yōu)選擇SiO₂，厚度為10~5000nm，優(yōu)選100nm，然后，在準備生長P型氮化物一側(cè)采用干蝕刻方法蝕刻至高Pits密度的第一N型氮化物。

進一步地，所述步驟（3）重新放入反應室進行外延生長，在準備生長P型氮化物一側(cè)依次生長高Pits密度的第三N型氮化物，高Pits密度的量子阱，Pits密度約5E9cm²，P型氮化物。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種氮化物發(fā)光二極管的示意圖。

圖2~圖5為本發(fā)明實施例的一種氮化物發(fā)光二極管的制作方法的步驟（1）~（4）。