[發(fā)明專利]一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109817771B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江西兆馳半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/06;H01L33/24;H01L33/32;H01L33/00
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1.一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，包括襯底，以及依次位于襯底上的緩沖層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層、具有v型缺陷的有源層、AlN量子點和p型氮化物層；其特征在于：所述AlN量子點位于所述具有v型缺陷的有源層和所述p型氮化物層之間，所述AlN量子點沉積在所述具有v型缺陷的有源層的v型缺陷斜面，且不沉積在所述具有v型缺陷的有源層的非v型缺陷平面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述AlN量子點的厚度為0.5～10nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述緩沖層的組分為InaAlbGa1-a-bN，其中0≤a≤0.2,0≤b≤1,0≤a+b≤1，厚度為5～100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述非摻雜氮化物層的組分為IncAldGa1-c-dN，其中0≤c≤0.2,0≤d≤1,0≤c+d≤1，厚度為1～5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述n型氮化物層的組分為IneAlfGa1-e-fN，其中0≤e≤0.2,0≤f≤1,0≤e+f≤1，厚度為1～5μm，n型的Si摻雜濃度為1E18～1E21cm-3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述具有v型缺陷的有源層的組分為IngAlhGa1-g-hN，其中0≤g≤1,0≤h≤1,0≤g+h≤1，厚度為10～500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述p型氮化物層的組分為IniAljGa1-i-jN，其中0≤i≤0.2,0≤j≤1,0≤i+j≤1，厚度為10～300nm，p型的Mg摻雜濃度為5E18～5E21cm-3。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管，其特征在于：所述襯底為藍寶石(Al2O3)襯底、硅(Si)襯底、碳化硅(SiC)襯底、氮化鋁(AlN)襯底、氮化鎵(GaN)襯底、氧化鎵(Ga2O3)襯底或氧化鋅(ZnO)襯底中的一種。

9.一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、在襯底上依次沉積緩沖層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層和有源層，其中有源層具有v型缺陷；

步驟2、在具有v型缺陷的有源層上沉積AlN量子點，所述AlN量子點沉積在所述具有v型缺陷的有源層的v型缺陷斜面，且不沉積在所述具有v型缺陷的有源層的非v型缺陷平面；

步驟3、在AlN量子點上沉積p型氮化物層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高可靠性的氮化物發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于所述步驟2中AlN量子點沉積包括如下子步驟I～Ⅲ：

子步驟I、控制反應(yīng)腔壓力為200～400torr，溫度為500～700oC，并通入氮氣、氫氣和三甲基鋁，形成一層Al金屬層；

子步驟Ⅱ、調(diào)整反應(yīng)腔壓力為150～350torr，溫度為900～1100oC，并通入氮氣、氫氣且關(guān)閉三甲基鋁，使Al原子弛豫至能量較低的V型缺陷表面；

子步驟Ⅲ、改變反應(yīng)腔壓力為100～300torr，溫度為800～1000oC，并通入氮氣、氫氣和氨氣，在v型缺陷斜面的部分或全部區(qū)域生成AlN量子點。