[發明專利]一種發光二極管外延結構及其制作方法、發光二極管

有效

• 申請號: 201710596447.3
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107331742B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 林志偉;陳凱軒;李俊賢;卓祥景;汪洋
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本申請提供一種發光二極管外延結構及其制作方法、發光二極管，其中，所述發光二極管外延結構制作方法包括：提供襯底；在襯底上依次外延生長緩沖層、第一型非故意摻雜層、第一型導電層、非摻雜層以及第二型導電層；刻蝕非摻雜層和第二型導電層，形成納米柱結構；再次外延生長多量子阱層和電子阻擋層、第二型導電層。采用納米柱結構替代傳統的V?pits結構，由于納米柱結構晶體質量好，且能夠將第一型導電層和第二型導電層隔離，從而解決V?pits容易引起漏電而導致器件失效的問題。

技術領域

本發明涉及光電子器件技術領域，尤其涉及一種發光二極管外延結構及其制作方法、發光二極管。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，LED)被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。

發光二極管通常由III-IV族半導體化合物組成，大部分藍綠光發光二極管在襯底上外延多層氮化鎵系材料薄膜，形成PN結，電子和空穴在有源區復合從而發光。發光二極管的發光效率和內量子效率關系很大，且內量子效率又與載流子注入效率有直接聯系。

但在氮化鎵材料體系中P型Mg摻雜的激活效率很低，有效空穴濃度僅有1-5E17/cm³，遠低于N型GaN中Si摻雜的激活效率和有效電子濃度5E18/cm³-2E19/cm³，因此空穴的注入效率是限制發光效率提高得一大瓶頸。

由于空穴注入效率比電子低，極易造成電子泄露，一般情況下表現為僅有最靠近P型GaN的1-2個量子阱貢獻主要發光，其他量子阱發光極弱。多量子阱采用V-Pits結構能有效改善以上問題。但由于V-Pits結構的引入，容易引起多量子阱的V型坑填不滿而導致漏電引起器件失效的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種發光二極管外延結構及其制作方法、發光二極管，以解決現有技術中因V型坑填不滿而導致漏電引起器件失效的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種發光二極管外延結構制作方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上依次外延生長緩沖層、第一型非故意摻雜層、第一型導電層、第一納米柱層和第二納米柱層，所述第一納米柱層為非摻雜層，所述第二納米柱層為第二型導電層；

刻蝕所述第一納米柱層和所述第二納米柱層至所述第一型導電層表面，形成納米柱結構；

在所述第一型導電層表面及所述納米柱結構表面依次外延生長多量子阱層、電子阻擋層和所述第二型導電層，其中，沿垂直于所述襯底的方向上，相對于所述第一型導電層背離所述襯底的表面，所述納米柱結構的高度大于或等于所述多量子阱層和所述電子阻擋層的厚度之和。

優選地，所述襯底為圖形化藍寶石襯底。

優選地，所述納米柱結構的個數與所述圖形化藍寶石襯底的凸起個數相同。

優選地，所述納米柱結構的位置與所述圖形化藍寶石襯底上的凸起位置一一對應設置。

優選地，所述刻蝕所述第一納米柱層和所述第二納米柱層至所述第一型導電層表面，形成納米柱結構，具體包括：

采用感應耦合等離子蝕刻技術刻蝕所述第一納米柱層和所述第二納米柱層至所述第一型導電層表面，形成納米柱結構。

優選地，所述第一型非故意摻雜層、所述第一型導電層和所述第二型導電層均為氮化鎵層。

優選地，所述非摻雜層的厚度小于或等于300nm。