[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610245662.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN105742435B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江漢;藍(lán)永凌;黃文賓;林兓兓;蔡吉明;張家宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種具有Al /AlGaN DBR結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法，以進(jìn)一步提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

背景技術(shù)

在氮化物發(fā)光二極管的制備中，加入分布式布拉格反射鏡(DBR) 可以大幅度的提高器件的發(fā)光功率。DBR是兩種折射率不同材料周期交替生長(zhǎng)的層狀結(jié)構(gòu)，在發(fā)光層和襯底之間，能夠?qū)⑸湎蛞r底的光反射回表面或側(cè)面，可以減少襯底對(duì)光的吸收，提高出光效率。DBR結(jié)構(gòu)可直接利用MOCVD設(shè)備進(jìn)行生長(zhǎng)，無須再次加工處理，簡(jiǎn)化了器件的制作工藝。然而，為提高器件的發(fā)光效率，還需進(jìn)一步優(yōu)化DBR結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為進(jìn)一步提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率，在其一方面，本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管，至少包括一襯底，以及依次沉積于所述襯底上的成核層、緩沖層和外延層，其特征在于：所述緩沖層和外延層之間還插入一Al/AlGaN DBR結(jié)構(gòu)，所述DBR結(jié)構(gòu)由第一Al顆粒層和第一AlGaN層周期性交替層疊而成,所述第一AlGaN層沉積于第一Al顆粒層使DBR具有波浪形粗化結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述緩沖層和DBR結(jié)構(gòu)之間還包括第二AlGaN層，所述第二AlGaN層的Al均勻摻雜，Al組分為30%~40%；或者，所述第二AlGaN層的Al組分從所述緩沖層一側(cè)向所述DBR結(jié)構(gòu)一側(cè)遞增漸變，所述Al組分變化范圍為0.5%~40%，以減小所述緩沖層和DBR結(jié)構(gòu)之間的晶格差異，以減小所述緩沖層和DBR結(jié)構(gòu)之間的晶格差異。

優(yōu)選的，所述第二AlGaN層和DBR結(jié)構(gòu)之間還包括一第二Al顆粒層，所述第二Al顆粒層的顆粒直徑大于所述第一Al顆粒層的顆粒直徑，以加強(qiáng)所述DBR結(jié)構(gòu)的波浪形圖形。

優(yōu)選的，所述DBR結(jié)構(gòu)和外延層之間還包括第三AlGaN層，所述第三AlGaN層的Al均勻摻雜，Al組分為10%~15%；或者，所述第三AlGaN層的Al組分從所述DBR結(jié)構(gòu)一側(cè)向所述外延層一側(cè)遞減漸變，所述Al組分變化范圍為0.5%~15%，以減小所述DBR結(jié)構(gòu)和外延層之間的晶格差異。

優(yōu)選的， 所述第一Al顆粒層和第一AlGaN層交替層疊的周期數(shù)為15~25。

優(yōu)選的，所述DBR結(jié)構(gòu)的厚度范圍為0.1厚度范圍為0.1~0.5微米。

優(yōu)選的，所述第一Al顆粒層和第一AlGaN層的厚度相同，以實(shí)現(xiàn)DBR的反射效果，厚度均為50~100埃。

優(yōu)選的，所述第二AlGaN層和第二Al顆粒層的厚度相同，均為100~200埃。

優(yōu)選的，所述第三AlGaN層的厚度為50~80埃。

優(yōu)選的，所述成核層材料為低溫生長(zhǎng)的GaN,所述緩沖層材料為高溫生長(zhǎng)的非摻雜GaN。

優(yōu)選的，所述襯底為平片襯底或圖形化襯底，所述圖形化襯底表面具有周期性排列的凸起。

優(yōu)選的，所述緩沖層的厚度與凸起高度的比例為1/3~2/3。

優(yōu)選的，所述外延層包括依次層疊的N型層、發(fā)光層和P型層。

優(yōu)選的，所述N型層包括第一N型層和位于所述第一N型層之上的第二N型層，所述第一N型層的N型雜質(zhì)摻雜濃度小于所述第二N型層的N型雜質(zhì)摻雜濃度。

優(yōu)選的，所述第一N型層的N型雜質(zhì)摻雜濃度為5×10¹⁸~1×10¹⁹cm^-2，所述第二N型層的N型雜質(zhì)摻雜濃度為2×10¹⁹~2.5×10¹⁹cm^-2。

在其另一方面，本發(fā)明還提供了一種具有Al/AlGaN DBR結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管的制備方法，至少包括如下步驟：

提供一襯底；

于所述襯底上依次生長(zhǎng)成核層和緩沖層；

于所述緩沖層上生長(zhǎng)Al/AlGaN DBR結(jié)構(gòu)，所述DBR結(jié)構(gòu)由第一Al顆粒層和第一AlGaN層周期性交替層疊而成,所述第一AlGaN層沉積于第一Al顆粒層使DBR結(jié)構(gòu)具有波浪形粗化結(jié)構(gòu)；

于所述DBR結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)外延層。

優(yōu)選的，所述DBR結(jié)構(gòu)的制備方法具體為：1）、于所述緩沖層上采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)第一Al金屬膜層；2）、高溫熔融所述第一Al金屬膜層形成第一Al顆粒層；3）、于所述第一Al顆粒層表面采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)第一AlGaN層；4）、重復(fù)步驟1）~3）多次，形成具有波浪形的粗化結(jié)構(gòu)的Al/AlGaN DBR結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述步驟1）~3）重復(fù)15~25次，形成呈波浪形的Al/AlGaN DBR結(jié)構(gòu)。