[發明專利]一種發光二極管外延生長方法及發光二極管

有效

• 申請號: 201710117410.8
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106887485B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 徐平
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/04;H01L33/26
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 鄭雋

本發明公開一種發光二極管外延生長方法，包括：處理藍寶石襯底、生長低溫緩沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長ZnInGaN/MgAlN/SiInAlN超晶格層、生長In_xGa_(1?x)N/GaN發光層、生長P型AlGaN層、生長摻鎂的P型GaN層、降溫冷卻得到發光二極管。本發明提升了LED的發光效率。

技術領域

本發明涉及發光二極管的技術領域，更具體地，涉及一種發光二極管外延生長方法及發光二極管。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)是一種固體照明器件，因其體積小、耗電量低、使用壽命長、亮度高、環保、堅固耐用等優點受到廣大消費者認可。目前，國內生產LED的規模也在逐步擴大，隨著人們生活水平的提高，市場上對提升LED亮度和光效的需求與日俱增，用戶廣泛關注的是希望獲得更省電、亮度更高、光效更好的LED，這就對LED的生產提出了更高的要求；如何生長發光效率更好的LED日益受到重視。

而LED外延層作為LED的重要組成部分，對LED發光效率起著極其重要的作用，因為外延層晶體質量的提高，可以使得LED器件的性能得以提升，進而提升LED的發光效率、壽命、抗老化能力、抗靜電能力、穩定性。

傳統的LED結構包括如下外延結構：基板藍寶石襯底、低溫緩沖層GaN層、不摻雜的GaN層、摻雜Si的N型GaN層、發光層(由In_xGa_(1-x)N層和GaN層周期性生長得到)、P型AlGaN層、摻Mg的P型GaN層、ITO層、保護層SiO₂層、P電極及N電極。

傳統的LED在藍寶石襯底外延生長得到的摻雜Si的N型GaN層中，不能阻擋電子傳輸的速度，速度過快的電子傳輸到發光層后導致電子擁擠，從而使得電流分布不均勻，引起N型GaN層的阻值變高，進而導致LED中電流在LED的發光層內部消耗掉而出現LED發光效率降低的問題。

因此，提供一種改善LED外延結構并提升LED發光效率的方案是本領域亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種發光二極管外延生長方法及發光二極管，解決了現有技術中LED外延結構中電流分布不均勻導致的發光效率降低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提出一種發光二極管外延生長方法，包括：處理藍寶石襯底、生長低溫緩沖層GaN、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長ZnInGaN/MgAlN/SiInAlN超晶格層、生長In_xGa_(1-x)N/GaN發光層、生長P型AlGaN層、生長摻鎂的P型GaN層、降溫冷卻得到發光二極管；其中，

生長ZnInGaN/MgAlN/SiInAlN超晶格層，進一步包括：

在反應腔壓力為500-750mbar、溫度為950-1000℃、通入流量為50000-55000sccm的NH₃、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H₂、1200-1400sccm的TMIn及900-1200sccm的DMZn的條件下，生長8-15nm的ZnInGaN層，其中，In摻雜濃度為3E19-4E19atom/cm³，Zn摻雜濃度為1E19-1E20atom/cm³；

維持反應腔壓力和溫度不變，通入流量為50000-55000sccm的NH₃、100-200sccm的TMAl、90-110L/min的H₂及900-1000sccm的Cp₂Mg的條件下，生長4-7nm的MgAlN層，其中，Mg摻雜濃度為1E19-1E20atom/cm³；