[發明專利]發光二極管外延結構的制備方法

有效

• 申請號: 201811510723.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109638129B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 郭麗彬;周長健;程斌
• 申請（專利權）人: 寧波安芯美半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/02;H01L33/00
• 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

本發明提供一種發光二極管外延結構的制備方法，所述方法包括，提供一襯底，其中所述襯底上設有第一電極；在所述襯底上形成N型半導體層；在所述N型半導體層上形成發光層；在所述發光層上形成P型半導體層；在所述P型半導體層上形成P型接觸層；其中所述P型接觸層的生長速率小于0.35um/h，且厚度小于等于并具有鎂的摻雜濃度大于等于1.00E+20atoms/cm³。利用本發明，可有效改善器件冷熱比性能，提高器件的光電效應，獲得光電性能良好的發光二極管。

技術領域

本發明涉及一種半導體技術領域，特別是涉及發光二極管外延結構的制備方法。

背景技術

目前，發光二極管(LED)由于其壽命長、耗電少、光效高、易于控制和綠色環保等特點，正逐步應用于道路照明、辦公照明、家居照明、工業照明、農業照明等領域，贏得了廣泛的市場。

發光二極管(Light Emitting Diode-LED)可以直接把電能轉化為光能，其發光原理在于：LED芯片由兩部分組成一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一部分是N型半導體，在它里面電子占主導地位。當這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個芯片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量。

當芯片在不同溫度下點亮，穩定工作條件下LED的光通量與芯片在常溫脈點亮下的光通量比值叫做冷熱比，所謂光通量是指在單位時間內LED發出的光亮，因此冷熱比實際上是表明LED在熱態下的光通量保持的能力，當冷熱比等于1時，表明LED在熱態下的光通量保持能力最好，即熱態小光通量沒衰減，LED發出的光量不變。

通常來說，影響LED冷熱比性能的因素是多方面的，比如封裝支架的散熱能力、封裝工藝、芯片的導熱性能、結溫等，但是決定冷熱比的核心問題在于P-N結的結溫。結溫就是LEDP-N結的溫度，用來表示LED的溫度，結溫升高導致光通量降低，并且光通量衰減和溫度升高成反比狀態，因此結溫過高是光通量衰減的重要原因。

實質上，LED結溫的原因是因為所加入的電能并沒有全部轉化成光能，而是一部分轉化成為熱能，一般來說LED的電光轉換效率大約只有30％-40％左右，也就是說大約有60％左右的電能都變成了熱能，因此想要提高LED光通量，改善結溫就成了首當其沖的問題。

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的制備方法，用于解決現有技術中發光二極管光通量衰減的技術問題。

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的制備方法，所述方法包括：

提供一襯底，所述襯底上設有第一電極；

在所述襯底上形成N型半導體層；

在所述N型半導體層上形成發光層；

在所述發光層上形成P型半導體層；

在所述P型半導體層上形成P型接觸層，所述P型接觸層的生長速率小于0.35um/h，且厚度小于等于并具有鎂的摻雜濃度大于等于1.00E+20atoms/cm³；

可選地，在所述襯底和所述N型半導體層之間依次形成3D生長層、2D生長層，所述N型半導體層的材料包括氮化鎵。

可選地，所述P型半導體層包括低溫P型GaN層，P型AlGaN層以及高溫PlnxGa_1-xN層。

可選地，其中所述高溫PlnxGa_1-xN層中的x取值范圍為0X0.4,所述P型GaN層厚度為10-100nm，所述P型AlGaN層厚度為10-50nm，所述高溫PlnxGa_1-xN層厚度為10-100nm。