[發明專利]一種氮化鎵基發光二極管結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201611187790.4
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106784204B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李政鴻;翁聰;程志青;林兓兓;張家宏
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/14;H01L33/16;H01L33/00;B82Y30/00
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一種氮化鎵基發光二極管結構，依次包括襯底、底層、N型層、發光層和P型層，其特征在于：所述P型層由電子阻擋層、至少一層能帶變形層和空穴注入層組成，所述能帶變形層插入于電子阻擋層之內或位于電子阻擋層與空穴注入層之間或插入于空穴注入層之內或位于空穴注入層之上；所述能帶變形層為碳雜質含量不高于5×10¹⁶cm^?3的非P型層；所述低碳雜質含量使得能帶變形層的能帶彎曲，增加能帶變形層與相鄰層的接觸界面上二維空穴氣濃度。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體為一種氮化鎵基發光二極管結構及其制備方法。

背景技術

傳統的氮化鎵基發光二極管的外延片包括襯底，在襯底上依次生長的緩沖層、N型層、多量子阱層和P型層。隨著發光二極管的應用越來越廣泛，其對于發光二極管的亮度需求也相應提升。而目前，除了持續調整量子阱發光層的技術工藝外，如何降低P型厚度，進而降低吸光效應也是主要重點，但厚度的下降將帶來抗靜電能力的下降及電壓上升，因此如何控制P型材料及阻值是目前研究的一個重要內容。

發明內容

為了解決上述問題，本發明采用在P型層中加入三乙基鎵生長的能帶變形層，利用三乙基鎵生長的材料層碳含量低的特性，使得能帶變形層與相鄰層接觸面上能帶彎曲，增強P型層的二維空穴氣濃度，降低P型層的電阻，進而降低發光二極管的電壓。

本發明提供的技術方案為：一種氮化鎵基發光二極管結構，依次包括襯底、底層、N型層、發光層和P型層，其特征在于：所述P型層由電子阻擋層、至少一層能帶變形層和空穴注入層組成，所述能帶變形層插入于電子阻擋層之內或位于電子阻擋層與空穴注入層之間或插入于空穴注入層之內或位于空穴注入層之上；所述能帶變形層為碳雜質含量不高于5×10¹⁶cm^-3的非P型層；所述低碳雜質含量使得能帶變形層的能帶彎曲，增加能帶變形層與相鄰層的接觸界面上二維空穴氣濃度。

優選的所述能帶變形層插入于空穴注入層之內或位于空穴注入層之上時，與空穴注入層的厚度關系滿足1:1～1:10。

優選的，所述能帶變形層為非摻雜層或N型摻雜層。

優選的，所述能帶變形層為N型摻雜層時，N型雜質濃度小于或等于8×10¹⁶cm^-3。

優選的，所述能帶變形層為包含銦元素的非摻雜氮化銦鎵層。

優選的，所述電子阻擋層為pAlGaN單層或pAlGaN / pGaN超晶格結構或pAlGaN /pInGaN/pGaN超晶格結構或pAlGaN / pInGaN超晶格結構。

優選的，所述能帶變形層厚度為1?！?0埃。

優選的，所述能帶變形層為厚度漸變層或厚度均勻層。

本發明同時提出一種氮化鎵基發光二級管的制備方法，包括如下步驟：

提供一襯底；

于所述襯底表面沉積底層；

于所述底層表面沉積N型層；

于所述N型層表面沉積發光層；

于所述發光層表面沉積P型層；

其特征在于：所述P型層的沉積步驟包括電子阻擋層、至少一層能帶變形層和空穴注入層的沉積；具體地，采用三乙基鎵作為鎵源于電子阻擋層之內或電子阻擋層與空穴注入層之間或空穴注入層之內或空穴注入層之上生長非P型的能帶變形層，所述能帶變形層的碳雜質含量不高于5×10¹⁶cm^-3；所述低碳雜質含量使得能帶變形層的能帶彎曲，增加能帶變形層與相鄰層的接觸界面上二維空穴氣濃度。

優選的，所述能帶變形層為非摻雜層或N型摻雜層。