[發明專利]一種PIPN結構的發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 202010230868.6
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111403563B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 卓祥景;萬志;程偉;藺宇航;堯剛
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14;H01L33/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱宗力

1.一種PIPN結構的發光二極管，其特征在于，包括：

基底；

位于所述基底一側的N型結構層；

位于所述N型結構層背離所述基底一側的P型插入層；

所述P型插入層為P型鋁銦鎵氮層；所述P型鋁銦鎵氮層的材料禁帶寬度大于所述N型結構層的材料禁帶寬度；

所述P型插入層的制備過程具體包括：

保持基底所在的反應室內部的壓強范圍為300-600Torr，將反應室內的溫度調整為800-950攝氏度，保持氨氣流量恒定；

重復氣體通入過程預設次數，以在所述N型結構層表面形成所述P型插入層；所述預設次數的取值范圍為5～50；

所述氣體通入過程包括：

向所述反應室中通入三甲基鋁，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入三甲基鎵，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入三甲基銦，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入二茂鎂，持續時間為5-10s；

所述P型插入層的制備過程還包括：

根據所述P型插入層的生長狀態，調整每次氣體通過過程中所述反應室內的溫度以及三甲基鋁和三甲基鎵的通入持續時間；

位于所述P型插入層背離所述基底一側的有源層；

位于所述有源層背離所述基底一側的電子阻擋層；

位于所述電子阻擋層背離所述基底一側的P型空穴供給層。

2.根據權利要求1所述的PIPN結構的發光二極管，其特征在于，所述P型鋁銦鎵氮層的厚度取值范圍為10-200nm，所述P型鋁銦鎵氮層的摻雜濃度的取值范圍為1E17/cm-3～1E19/cm-3。

3.根據權利要求1所述的PIPN結構的發光二極管，其特征在于，所述N型結構層包括：U-GaN層和N-GaN電子供給層；其中，

所述N-GaN電子供給層位于所述U-GaN層背離所述基底一側表面；

所述有源層包括交替層疊設置的多層銦鎵氮層和多層氮化鎵層；

所述P型空穴供給層包括P型氮化鎵層。

4.根據權利要求1所述的PIPN結構的發光二極管，其特征在于，還包括：

位于所述基底與所述N型結構層之間的緩沖層；

位于所述P型空穴供給層背離所述基底一側的歐姆接觸層；

位于所述歐姆接觸層背離所述基底一側表面的第一電極；

位于所述N型結構層背離所述基底一側表面的第二電極。

5.一種PIPN結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底表面依次形成N型結構層、P型插入層、有源層、電子阻擋層和P型空穴供給層；

所述P型插入層為P型鋁銦鎵氮層；所述P型鋁銦鎵氮層的材料禁帶寬度大于所述N型結構層的材料禁帶寬度；

所述P型插入層的制備過程具體包括：

保持基底所在的反應室內部的壓強范圍為300-600Torr，將反應室內的溫度調整為800-950攝氏度，保持氨氣流量恒定；

重復氣體通入過程預設次數，以在所述N型結構層表面形成所述P型插入層；所述預設次數的取值范圍為5～50；

所述氣體通入過程包括：

向所述反應室中通入三甲基鋁，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入三甲基鎵，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入三甲基銦，持續時間為5-10s；

向所述反應室中通入二茂鎂，持續時間為5-10s；

所述P型插入層的制備過程還包括：

根據所述P型插入層的生長狀態，調整每次氣體通過過程中所述反應室內的溫度以及三甲基鋁和三甲基鎵的通入持續時間。

6.根據權利要求5所述的PIPN結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述在所述基底表面依次形成N型結構層、P型插入層、有源層、電子阻擋層和P型空穴供給層包括：

在所述基底表面依次形成緩沖層、N型結構層、P型插入層、有源層、電子阻擋層、P型空穴供給層和歐姆接觸層；

在所述歐姆接觸層背離所述基底一側表面形成第一電極；

在所述N型結構層背離所述基底一側表面形成第二電極。