[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810089267.0 | 申請(qǐng)日: | 2018-01-30 |
| 公開(公告)號(hào): | CN108281519B | 公開(公告)日: | 2019-12-10 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 蔣媛媛;李昱樺;胡加輝 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 華燦光電(蘇州)有限公司 |
| 主分類號(hào): | H01L33/04 | 分類號(hào): | H01L33/04;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/00 |
| 代理公司: | 11138 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 | 代理人: | 徐立 |
| 地址: | 215600 江蘇省*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 空穴 發(fā)光二極管外延 超晶格結(jié)構(gòu) 電子阻擋層 多量子阱層 阻擋 溢流 半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域 二極管 發(fā)光效率 復(fù)合發(fā)光 逐漸降低 激活能 外延片 生長(zhǎng) 減小 晶格 勢(shì)壘 制造 升高 | ||
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法,屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。外延片包括電子阻擋層,電子阻擋層為包括N個(gè)周期的超晶格結(jié)構(gòu),每個(gè)周期的超晶格結(jié)構(gòu)均包括InxGa1?xN層和AlyGa1?yN層,InxGa1?xN層在900~950℃下生長(zhǎng)而成,可以提高多量子阱層的晶格質(zhì)量以及電子和空穴在多量子阱層中復(fù)合發(fā)光的效率,同時(shí)In的存在降低了Mg的激活能,提高了P型層的空穴濃度。AlyGa1?yN層在950~980℃下生長(zhǎng)而成,提高了AlyGa1?yN層的勢(shì)壘高度,阻擋電子溢流至P型層,且Al的含量逐漸降低或逐漸升高,可在減小對(duì)于空穴的阻擋作用的同時(shí)阻擋電子溢流至P型層,提高二極管的發(fā)光效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法。
背景技術(shù)
LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。以GaN基為基礎(chǔ)的LED器件作為一種高效、環(huán)保、綠色新型固態(tài)照明光源,正在被迅速廣泛地得到應(yīng)用,如交通信號(hào)燈、戶外全彩顯示屏、城市景觀照明、汽車內(nèi)外燈、手機(jī)背光源等。
GaN基LED外延片是GaN基LED器件的主要結(jié)構(gòu),GaN基LED外延片的結(jié)構(gòu)包括:襯底、以及層疊設(shè)置在襯底上的緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、高溫P型層和P型接觸層。造成GaN基LED器件發(fā)光效率較低的主要原因是GaN基LED外延片內(nèi)量子效率較低,而引起內(nèi)量子效率低的主要原因包括:空穴的注入效率低以及多量子阱層溢出的電子進(jìn)入到P型層與空穴發(fā)生非輻射復(fù)合。為了解決上述多量子阱層溢出的電子進(jìn)入到P型層與空穴發(fā)生非輻射復(fù)合造成的LED器件發(fā)光效率低的問題,GaN基LED外延片還可以包括設(shè)置在多量子阱層和P型層之間的電子阻擋層,通過電子阻擋層阻擋多量子阱層溢出的電子進(jìn)入到P型層。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
傳統(tǒng)的GaN基LED外延片中的電子阻擋層為高溫生長(zhǎng)的AlGaN層,電子阻擋層中Al的含量較高會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)出的外延片晶體質(zhì)量差,同時(shí)Al的含量較高則電子阻擋層的勢(shì)壘高度高,會(huì)阻擋空穴的注入,對(duì)提升內(nèi)量子效率的作用較小;并且由于電子阻擋層是在980℃的高溫下生長(zhǎng)而成,高溫會(huì)破壞多量子阱層的晶體質(zhì)量,從而影響LED外延片的性能。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中電子阻擋層中Al的含量較高造成LED的內(nèi)量子效率低下,且電子阻擋層在高溫下生長(zhǎng)會(huì)破壞多量子阱層的問題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管外延片及其制造方法。所述技術(shù)方案如下:
一方面,本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管外延片,所述發(fā)光二極管外延片包括襯底、以及依次層疊設(shè)置在所述襯底上的緩沖層、未摻雜的GaN層、N型層、多量子阱層、電子阻擋層、高溫P型層和P型接觸層,
所述電子阻擋層為包括N個(gè)周期的超晶格結(jié)構(gòu),每個(gè)周期的超晶格結(jié)構(gòu)包括靠近所述多量子阱層的InxGa1-xN層和遠(yuǎn)離所述多量子阱層的AlyGa1-yN層,0.1≤x≤0.2,0≤y≤0.2,所述InxGa1-xN層中In的含量小于所述多量子阱層中In的含量,所述AlyGa1-yN層中Al的含量逐漸降低或逐漸升高,所述InxGa1-xN層在900~950℃下生長(zhǎng)而成,所述AlyGa1-yN層在950~980℃下生長(zhǎng)而成,5≤N≤12;
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于華燦光電(蘇州)有限公司,未經(jīng)華燦光電(蘇州)有限公司許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.szxzyx.cn/pat/books/201810089267.0/2.html,轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 同類專利
- 專利分類
- 摻雜超晶格結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制備方法
- 具有超晶格結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制備方法
- 基于量子點(diǎn)超晶格結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制備方法
- 一種由太赫茲波調(diào)控的超晶格器件結(jié)構(gòu)
- 一種由太赫茲波調(diào)控的超晶格器件結(jié)構(gòu)
- 一種無鋁型II類超晶格長(zhǎng)波雙勢(shì)壘紅外探測(cè)器
- 無鋁型II類超晶格長(zhǎng)波雙勢(shì)壘紅外探測(cè)器
- 用于電力電子器件的基于III-N的基材及其制造方法
- 一種具有強(qiáng)制p型表面態(tài)的InAs/GaSb二類超晶格光探測(cè)器
- III-N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成III-N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法





