[發明專利]發光二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 202010070420.2
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111081836A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 吳永勝;張帆
• 申請（專利權）人: 福建兆元光電有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明涉及一種發光二極管及其制造方法，所述發光二極管包括：基板；在所述基板上形成的n型半導體層；在所述n型半導體層的部分區域上形成的活性層；在所述活性層上形成的，用于防止電子溢出的電子阻擋層；在所述電子阻擋層上形成的空穴注入層；在所述空穴注入層上形成的p型半導體層；與所述n型半導體層電性連接的n型電極；以及與所述p型半導體層電性連接的p型電極；所述空穴注入層具有越靠近所述p型半導體層越小的帶隙能。該發光二極管及其制造方法能夠提高空穴注入效率，增大發光效率。

技術領域

本發明屬于半導體發光元件領域，具體涉及一種發光二極管及其制造方法。

背景技術

半導體發光元件(Light Emitting Device)是將電能變換成光能的元件。即，半導體發光元件在向發光元件施加正向電壓時，P型半導體層的空穴與N型半導體層的電子復合，釋放具有與帶隙能相應波長的光線。氮化鎵系半導體(Al_xIn_yGa_1-x-yN；0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)使鋁、銦及鎵的配比不同，從而可以釋放多樣波長的光，因而作為發光元件的材料而倍受矚目。

以氮化鎵系半導體薄膜為基礎的發光元件，與諸如熒光燈、白熾燈的原有光源相比，耗電小，具有半永久性壽命，不僅響應速度快，而且具有穩定性及環境親和性。

但是，利用多重量子阱結構(Multiple Quantum Well、MQW)的氮化鎵系發光二極管，注入活性層內的載流子在所有量子阱層內無法均一地分散容納。即，只有鄰接空穴注入層的少數量子阱層主要有助于發光，消耗載流子。因此，當注入活性層的電流量多時，由于不約束于活性層內而是向正極移動并與空穴引起非發生再復合的電子，因而可能發生泄漏電流現象。

為防止這種泄漏電流，在p型氮化鎵系半導體層與多重量子阱結構之間形成電子阻擋層(electron blocking layer)。電子阻擋層一般使用具有較大帶隙能的AlGaN，由于大能帶隙，可以防止電子向正極移動，相反，存在妨礙空穴注入活性層內部的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高空穴注入效率，增大發光效率的發光二極管及其制造方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種發光二極管，包括：基板；在所述基板上形成的n型半導體層；在所述n型半導體層的部分區域上形成的活性層；在所述活性層上形成的，用于防止電子溢出的電子阻擋層；在所述電子阻擋層上形成的空穴注入層；在所述空穴注入層上形成的p型半導體層；與所述n型半導體層電性連接的n型電極；以及與所述p型半導體層電性連接的p型電極；所述空穴注入層具有越靠近所述p型半導體層越小的帶隙能。

進一步地，所述電子阻擋層包含p-AlGaN，所述空穴注入層包含InAlGaN。

進一步地，所述空穴注入層中，越靠近所述p型半導體層，銦含量越高。

進一步地，所述空穴注入層包含In_xAl_yGaN，其中，x的取值范圍為0.1~10，y的取值范圍為0.15~0.3。

本發明還提供了一種發光二極管的制造方法，包括以下步驟：

1）在基板上形成n型半導體層；

2）在所述n型半導體層上形成活性層；

3）在所述活性層上形成電子阻擋層；

4）在所述電子阻擋層上形成空穴注入層；

5）在所述空穴注入層上形成p型半導體層；

6）蝕刻所述p型半導體層、所述空穴注入層、所述電子阻擋層及所述活性層的部分區域而使所述n型半導體層的部分區域露出；

7）形成與所述n型半導體層電性連接的n型電極；