[發(fā)明專(zhuān)利]發(fā)光二極管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010143181.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111554782B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)斌;王建峰;徐科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇第三代半導(dǎo)體研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/06;H01L33/00;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32
• 代理公司: 上海盈盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

1.一種發(fā)光二極管，包括自支撐襯底層，以及所述自支撐襯底表面的n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及p型半導(dǎo)體層，其特征在于，所述發(fā)光層包括電子擴(kuò)展層、超晶格有源區(qū)、和空穴增強(qiáng)層；

所述自支撐襯底為GaN自支撐襯底，所述n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及p型半導(dǎo)體層依次為n型GaN層、發(fā)光層、以及p型GaN層，所述發(fā)光層包括Al_x1In_y1GaN材料構(gòu)成的電子擴(kuò)展層、InGaN材料構(gòu)成的超晶格有源區(qū)、和Al_x2In_y2GaN材料構(gòu)成的空穴增強(qiáng)層；所述x1小于y1，所述x2大于y2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述超晶格有源區(qū)包括多層交替生長(zhǎng)的發(fā)光阱層和發(fā)光壘層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于，包括不少于30層彼此交替的發(fā)光阱層和發(fā)光壘層，發(fā)光阱層的單層厚度區(qū)間為2～3nm，發(fā)光壘層的單層厚度區(qū)間為4～8nm，以形成小電流密度下的電子空穴的隧穿效應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，電子擴(kuò)展層的厚度大于100nm，空穴增強(qiáng)層厚度小于30nm。

5.一種發(fā)光二極管的制造方法，所述發(fā)光二極管包括GaN自支撐襯底，以及GaN自支撐襯底表面的n型GaN層、發(fā)光層、以及p型GaN層；

所述發(fā)光層包括Al_x1In_y1GaN材料構(gòu)成的電子擴(kuò)展層、InGaN材料構(gòu)成的超晶格有源區(qū)、和Al_x2In_y2GaN材料構(gòu)成的空穴增強(qiáng)層；所述x1小于y1，所述x2大于y2；

所述方法包括外延生長(zhǎng)電子擴(kuò)展層與空穴增強(qiáng)層的步驟，其特征在于：

所述外延生長(zhǎng)電子擴(kuò)展層的溫度大于外延生長(zhǎng)空穴增強(qiáng)層的溫度；

所述外延生長(zhǎng)電子擴(kuò)展層的氣壓小于外延生長(zhǎng)空穴增強(qiáng)層的氣壓；

所述外延生長(zhǎng)電子擴(kuò)展層的氣相物質(zhì)Al組分高于In組分；

所述外延生長(zhǎng)空穴增強(qiáng)層的氣相物質(zhì)Al組分低于In組分。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)電子擴(kuò)展層的生長(zhǎng)溫度為1000-1100℃、生長(zhǎng)氣壓為50-150毫巴、氣相物質(zhì)中的Al組分為15-25％、In組分為5-15％；外延生長(zhǎng)空穴增強(qiáng)層的生長(zhǎng)溫度為750-850℃、生長(zhǎng)氣壓為600-700毫巴、氣相物質(zhì)中的Al組分為0-10％、In組分為10-20％。