[發明專利]一種高可靠性的氮化物發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201910055991.6
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109817771B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 顧偉
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/06;H01L33/24;H01L33/32;H01L33/00
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本發明公開了一種高可靠性的氮化物發光二極管及其制備方法，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；其中：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量子點至少沉積在所述具有v型缺陷的有源層的v型缺陷斜面的端點，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。本發明的優點在于：通過在有源層的v型缺陷上沉積AlN量子點，阻擋v型缺陷造成發光二極管的漏電通道，提高氮化物發光二極管器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種高可靠性的氮化物發光二極管及其制備方法。

背景技術

發光二極管（Light emitting diodes，LED）是一種電致發光器件，具有節能、環保、安全、壽命長、功耗低、亮度高、防水、微型、光束集中、維護簡便等優點，被廣泛應用在交通信號燈、路燈以及大面積顯示等領域。特別是氮化物材料的藍光發光二極管，是現在白光固態照明發展的基礎，更是目前研究的熱點。

目前，氮化物發光二極管一般是在異質襯底上進行外延生長，因外延層和襯底之間的晶格失配和熱膨脹系數失配會產生大量的位錯，這些大量的位錯延伸到外延層中的有源層時，因為有源層生長溫度較低，會產生大量的v型缺陷，形成發光二極管的漏電通道，引起器件漏電與靜電放電（ESD）耐受能力變差等發光二極管可靠性不佳的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種高可靠性的氮化物發光二極管及其制備方法，為解決現有技術中，氮化物發光二極管在有源層的v型缺陷造成漏電通道，引起器件漏電與靜電放電（ESD）耐受能力變差等發光二極管可靠性不佳的問題。

為實現所述目的，本發明提供如下技術方案：一種高可靠性的氮化物發光二極管，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；其中：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量子點至少沉積在所述具有v型缺陷的有源層的v型缺陷斜面的端點，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。

本發明同時提供了一種高可靠性的氮化物發光二極管的制備方法，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量子點至少沉積在所述具有v型缺陷的有源層的v型缺陷斜面的端點，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。

進一步地，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、控制反應腔壓力為200～400torr，溫度為500～700^oC，并

通入氮氣、氫氣和三甲基鋁，形成一層Al金屬層；

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

步驟Ⅲ、改變反應腔壓力為100～300torr，溫度為800～1000^oC，并通入氮氣、氫氣和氨氣，在v型缺陷斜面的端點、或在v型缺陷斜面的端點和v型缺陷斜面，生成AlN量子點。

優選地，所述AlN量子點的厚度為0.5~10nm。

優選地，所述緩沖層的組分為In_aAl_bGa_1-a-bN，其中0≤a≤0.2,0≤b≤1,0≤a+b≤1，厚度為5~100nm。