[發(fā)明專利]一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810259674.1
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108550674A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方芳;劉軍林;江風益
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學;南昌黃綠照明有限公司
• 主分類號: H01L33/24
• 分類號: H01L33/24;H01L33/32;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 趙艾亮

1.一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，包括襯底，依次層疊于襯底之上的緩沖層、N型半導體層、有源區(qū)準備層、發(fā)光有源層和P型半導體層，其特征在于：所述有源區(qū)準備層包含若干個分布密度為1e⁷～1e¹⁰cm^-2的阱型結(jié)構(gòu)，所述阱型結(jié)構(gòu)為凹坑結(jié)構(gòu)或凸起結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光有源層為與所述有源區(qū)準備層的阱型結(jié)構(gòu)相匹配的阱型結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述有源區(qū)準備層的每個凹坑或凸起在x-y平面的投影均為U型且與水平面的夾角分別為α和β；所述發(fā)光有源層的每個凹坑或凸起在x-y平面的投影也均為U型且與水平面的夾角分別為δ和θ，其中60°≤α≤120°，60°≤β≤120°，60°≤δ≤120°，60°≤θ≤120°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述有源區(qū)準備層凹坑的α角與發(fā)光有源層中相應(yīng)的凹坑的δ角相等；所述有源區(qū)準備層凸起的β角與發(fā)光有源層中相應(yīng)的凸起的θ角相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述有源區(qū)準備層的每個凹坑或凸起在y-z平面的投影為多邊形，多邊形之間的中心距為d，凹坑的深度為h1或凸起的高度為h2；所述發(fā)光有源層的每個凹坑或凸起在y-z平面的投影也為多邊形，多邊形之間的中心距為D，凹坑的深度為H1或凸起的高度為H2，其中，50nm≤d≤300nm，20nm≤h1≤400nm，20nm≤h2≤400nm，50nm≤D≤300nm，20nm≤H1≤400nm，20nm≤H2≤400nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述有源區(qū)準備層的凹坑或凸起在y-z平面的投影占據(jù)半導體外延片面積的20％～70％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述N型半導體層或P型半導體層的生長平面為極性面，所述發(fā)光有源層中阱型結(jié)構(gòu)的側(cè)壁為非極性或半極性面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述發(fā)光有源層與P型半導體層之間還設(shè)有P型AlGaN電子阻擋層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管，其特征在于：所述P型半導體層的上表面還設(shè)有P型GaN歐姆接觸層。

9.一種如權(quán)利要求1所述的可增強空穴注入的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述發(fā)光二極管的制備步驟如下：

(1)在襯底上沉積緩沖層；

(2)在緩沖層上沉積N型半導體層；

(3)在N型半導體層上生長出一層阱型結(jié)構(gòu)的有源區(qū)準備層；

(4)繼承有源區(qū)準備層的形貌沉積發(fā)光有源層；

(5)在發(fā)光有源層上生長P型半導體層。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種可增強空穴注入的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于：在所述發(fā)光有源層和P型半導體層之間再生長一層P型AlGaN電子阻擋層；在所述P型半導體層的上表面再生長一層P型GaN歐姆接觸層。