[發明專利]發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201610267717.1
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105720160B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 舒立明;葉大千;王良均;劉曉峰;吳超瑜;王篤祥;張東炎;陳沙沙
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氮化鎵半導體器件領域，尤其涉及一種增強電流擴展的發光二極管結構設計與制備。

背景技術

發光二極管（英文為Light Emitting Diode，縮寫為LED）是一種半導體固體發光器件，其利用半導體PN結作為發光結構，目前氮化鎵被視為第三代III-IV族半導體具有較寬帶隙、高發光效率、化學性質穩定等特點，但大電流驅動芯片仍受到電流擴展不均勻影響。

在LED結構設計中，目前多利用高摻層與低摻層交替生長形成超晶格用于增強電流擴展，但臨近P電極或P-Finger擴展條位置電流密度仍明顯大于其他區域。

發明內容

本發明提供一種發光二極管外延片設計及制備，本發明實例提供的技術方案如下：一種發光二極管外延片，包括：第一類型氮化物區、發光區、第二類型氮化物區，其中第一類型氮化物區由多層第一氮化物層、第二氮化物層構成，且第二氮化物層具有指向對應第一氮化物層的高摻發射點。

前述發光二極管的制作方法，包括步驟：1）形成第一類型氮化物區、發光區和第二類型氮化物區；2）在所述第一類型氮化物區、或第二類型氮化物區生長過程中，首先生長低摻或非摻第一氮化物層、或第三氮化物層；3）停止通入III、IV源，通入H₂對第一氮化物層、或第三氮化物層表面實行蝕刻，形成納米級孔洞；4）更改生長條件，利用高壓、高轉速切換至二維生長模式，通入III、IV源及硅烷填平第一氮化物層上的納米級孔洞形成高摻發射點、通入III、IV源及Mg源填平第三氮化物層上的納米級孔洞形成高摻發射點；5）保持步驟3）生長條件，生長第二氮化物層、或第四氮化物層；重復步驟2）~5）形成所述第一類型氮化物區、或第二類型氮化物區。

優選的，所述第一氮化物層的摻雜濃度介于1/~1/之間，所述第二氮化物層的摻雜濃度大于或等于1/。

優選的，所述第二類型氮化物區包含第三氮化物層和第四氮化物層，所述第四氮化物層的摻雜濃度大于第三氮化物層的摻雜濃度，且第四氮化物層具有指向第三氮化物層的高摻發射點。

優選的，所述第三氮化物層的摻雜濃度介于1/~1/之間，所述第四氮化物層的摻雜濃度大于或等于1/。

優選的，所述第一類型氮化物區中具有發射點的第二氮化物層的數量≥2，所述第二類型氮化物區中具有發射點的第四氮化物層的數量≥2。

優選的，所述第一類型氮化物區中的第二氮化物層的摻雜濃度保持恒定、漸變或高斯分布，所述第二類型氮化物區中的第四氮化物層的摻雜濃度保持恒定、漸變或高斯分布。

優選的，所述第一類型氮化物區中相鄰的第二氮化物層中的發射點在發光層上的投影呈交錯分布，所述第二類型氮化物區中相鄰的第四氮化物層中的發射點在發光層上的投影呈交錯分布。

優選的，所述第一氮化物層、第三氮化物層中具有一系列的孔洞，所述第二氮化物層、第四氮化物層填充所述孔洞，并在所述孔洞處形成所述的發射點。

優選的，所述孔洞的尺寸為納米級。

優選的，所述第一類型氮化物區、第二類型氮化物區在所述發光二極管中同時存在、或僅其中任一種。

優選的，通過調整步驟2）中H₂通入量及通入時間實現對納米級孔洞分布密度、深度控制。

本發明至少具有以下有益效果：在第一類型氮化物區、第二類型氮化物區中插入帶有發射點的第二氮化物層、第四氮化物層，由于電流趨向于通過發射點從臨近電極的第二氮化物層、第四氮化物層流向發光區；通過調整不同生長循環內第二氮化物、第四氮化物層厚度及對應發射點密度與形態，交錯分布的發射點極大增強電流在第一氮化物區、第二氮化物區內橫向擴展能力，提高LED性能。

附圖說明

圖1 本案中發光二極管外延片結構示意圖。

圖2 實施例1中一種發光二極管第一類型氮化物區結構示意圖。

圖3實施例1中一種發光二極管第二類型氮化物區結構示意圖。

圖4 實施例2中一種發光二極管外延結構示意圖