[發明專利]一種氮化物半導體發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 201710051343.4
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106784214B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 鄭錦堅;周啟倫;鐘志白;伍明躍;李志明;鄧和清;楊煥榮;吳建國;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: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種氮化物半導體發光二極管及其制作方法，包括襯底，第一導電型的第一半導體層，至少一具有M個開口向上或向下V形坑的多量子阱的第一有源層，至少一界面連接層，至少一具有N個開口向上或向下V形坑的多量子阱的第二有源層組成的多重堆疊的多量子阱結構，第一有源層和第二有源層交替壘加；以及鄰接所述多重堆疊的多量子阱結構的第二導電型的第二半導體層，可以調控組合V形坑的體積、形態和密度，提升量子效應和發光效率。

技術領域

本發明涉及半導體光電器件領域，特別是一種氮化物半導體發光二極管及其制作方法。

背景技術

現今，發光二極管（LED），特別是氮化物發光二極管因其較高的發光效率，在普通照明領域已取得廣泛的應用。因氮化物發光二極管的底層存在缺陷，導致生長量子阱時缺陷延伸會形成V-pits（V形坑）。V-pits的側壁的勢壘大于多量子阱的勢壘，導致電子不易躍遷進入V-pits的缺陷非輻射復合中心，同時，V-pits側壁可對多量子阱發出的光進行反射，改變發光角度，降低全反射角對出光影響，提升光提取效率，提升發光效率和發光強度。傳統的多量子阱的V形坑開口向上，隨著量子阱對數的增加，其V形坑的開口越大，但開口角度和形狀難以控制。采用傳統外延生長方法只能生長一個多量子阱，且V形坑開口只能向上，無法生長多重壘層且V形坑開口可控可組合的多量子阱。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種多重堆疊多量子阱的氮化物發光二極管及其制作方法。

本發明提供一種氮化物半導體發光二極管，從下至上依次包括：襯底，第一導電型的第一半導體層；由至少一具有M個開口向上或向下V形坑的多量子阱的第一有源層，至少一界面連接層，至少一具有N個開口向上或向下V形坑的多量子阱的第二有源層組成的多重堆疊的多量子阱結構，第一有源層的V形坑和第二有源層的V形坑交替壘加，形成V形坑的組合；以及鄰接所述多重堆疊的多量子阱結構的第二導電型的第二半導體層。

進一步地，所述具有M個開口向上或向下的多量子阱，M≥1的整數；所述具有N個開口向上或向下的多量子阱，N≥1的整數，M和N交替壘加。

進一步地，位于所述界面連接層兩側的V形坑進行對稱或非對稱的多重堆疊組合，以調控組合后V形坑的體積、形態和密度。

進一步地，位于所述界面連接層兩側的第一有源層的上表面、第二有源層的下表面分別具有相反的極性面。

進一步地，位于所述界面連接層下側的第一有源層的上表面呈現金屬極性，位于所述界面連接層上側的第二有源層的下表面呈現非金屬極性；或者是位于所述界面連接層下側的第一有源層的上表面呈現非金屬極性，位于所述界面連接層上側的第二有源層的下表面呈現金屬極性。

進一步地，所述界面連接層的材料為氮化物材料，厚度為1 ~100個原子層。

進一步地，在所述襯底上還形成緩沖層。

進一步地，在所述第二導電型的第二半導體層上還形成第二導電型的接觸層。

本發明還提供一種氮化物半導體發光二極管的制作方法，包括工藝步驟：

（1）在襯底上生長第一導電型的第一半導體層；

（2）在所述第一導電型的第一半導體層上，制作至少一具有開口向上或向下V形坑的多量子阱的第一有源層；

（3）在所述第一有源層上形成至少一界面連接層；

（4）在所述界面連接層上制作至少一具有開口向上或向下V形坑的多量子阱的第二有源層，第一有源層的開口向上或向下的V形坑與第二有源層的開口向上或向下的V形坑進行交替壘加組合，形成V形坑組合的多量子阱的有源層；

（5）在所述第二有源層上依次生長第二導電型的第二半導體層。