[發明專利]一種發光二極管外延結構生長方法有效

申請號：	201811073881.4	申請日：	2018-09-14
公開（公告）號：	CN110911529B	公開（公告）日：	2021-07-30
發明（設計）人：	唐軍;吳禮清	申請（專利權）人：	寧波安芯美半導體有限公司
主分類號：	H01L33/00	分類號：	H01L33/00;H01L33/06;H01L33/32
代理公司：	合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118	代理人：	王挺;魏玉嬌
地址：	315336 浙江省寧波市杭***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種發光二極管外延結構生長方法
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【說明書】：

本發明提供一種發光二極管外延結構生長方法，所述方法包括步驟：在襯底上，生長第一半導體層；在所述第一半導體層上生長N型半導體層；在所述N型半導體層上生長第一多量子阱結構；在所述第一多量子阱結構生長第二多量子阱結構，其中，所述第二多量子阱結構至少包括：至少兩個多量子阱和多量子勢壘，其中，所述多量子勢壘包含：含鋁和鎵的第一氮化物，以及含鋁的第二氮化物，且所述第一氮化物和所述第二氮化物交替生長；在所述第二多量子阱結構上生長第二P型半導體層；在所述第二P型半導體層上生長所述電子阻擋層；在所述電子阻擋層上生長第三P型半導體層。

技術領域

本發明涉及發光二極管的外延結構技術領域，特別是涉及一種發光二極管外延結構生長方法。

背景技術

發光二極管(LED，Light Emitting Diode)是一種半導體固體發光器件，其利用半導體PN結作為發光材料，可以直接將電轉換為光。

紫外LED，簡稱UV-LED，是指發光波長在200nm-400nm的LED，紫外LED具有體積小、壽命長、環保和低電壓供電等諸多優點，成為了替代汞燈作為新一代紫外光源更好的選擇。盡管紫外LED擁有諸多優良的特性，但紫外LED的發光效率和整體性能相比于藍光LED較低，特別是波長低于370nm的UV-LED，其器件的發光強度仍然很低，限制了商品化的應用速度。

對于LED的外延生長和結構設計，重要的是提升外延片的內量子效率IQE(internal quantum efficiency),提升內量子效率有兩個方法，一是提高載流子的注入效率，一是提高載流子復合效率。一般LED中的電子和空穴分別由N、P區注入到有源區MQW過程中，由于電子遷移速率快，通常存在電子從MQW溢出問題，導致載流子的注入效率和復活效率低。對于紫光LED外延，由于量子阱和量子壘的勢壘差異較小，導致勢壘對載流子限制能力較弱，因此為了提高載流子的注入效率，減少載流子從有源區溢出，本發明設計了具有階梯勢壘外延結構，此結構可以有效阻止電子的溢出，并可以阻擋P層中Mg原子向有源區的反向擴散，保護有源區的晶體質量不受破壞，提高載流子的注入效率和復合效率。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種發光二極管外延結構生長方法，用于解決現有技術中發光二極管的發光效率下降的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種發光二極管外延結構生長方法，所述方法包括步驟：

在襯底上，生長第一半導體層；

在所述第一半導體層上生長N型半導體層；

在所述N型半導體層上生長第一多量子阱結構；

在所述第一多量子阱結構生長第二多量子阱結構，其中，所述第二多量子阱結構至少包括：至少兩個多量子阱和多量子勢壘，其中，所述多量子勢壘包含：含鋁和鎵的第一氮化物，以及含鋁的第二氮化物，且所述第一氮化物和所述第二氮化物交替生長；

在所述第二多量子阱結構上生長第二P型半導體層；

在所述第二P型半導體層上生長所述電子阻擋層；

在所述電子阻擋層上生長第三P型半導體層。

本發明的一種實現方式中，所述在所述第一多量子阱結構生長第二多量子阱結構的步驟，包括：

在遠離所述第一多量子阱結構的方向上，循環生長多量子阱和多量子勢壘，其中，生長溫度在750-920℃，壓力在400-600Torr，摩爾比為300-8000。