[發(fā)明專利]一種PIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010230868.6
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111403563B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卓祥景;萬志;程偉;藺宇航;堯剛
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱宗力

本申請公開了一種PIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法，該發(fā)光二極管在有源層和N型結(jié)構(gòu)層之間設(shè)置了一層P型插入層，P型插入層一方面可作為電子的阻擋層，降低電子傳輸效率。另一方面由于P型插入層的存在，使得發(fā)光二極管由原本的PIN結(jié)構(gòu)變成PIPN結(jié)構(gòu)，這將大大減少整個(gè)有源層的內(nèi)建電場，該內(nèi)建電場的方向由N型結(jié)構(gòu)層指向P型空穴供給層，即該內(nèi)建電場對空穴的電場力阻礙了有源層中空穴往N型結(jié)構(gòu)層方向的傳輸，因此對該內(nèi)建電場的減弱有利于提高空穴向N型結(jié)構(gòu)層方向的傳輸。P型插入層在這兩方面的作用，可縮小電子和空穴傳輸效率的差異，從而使得電子和空穴在有源層中可以均勻分布，大大提高了電子和空穴的碰撞幾率，進(jìn)而提升輻射復(fù)合效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種PIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)，也稱為電致發(fā)光二極管，是LED燈的核心組件。隨著發(fā)光二極管技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)光二極管在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。

III-V族氮化物，由于其直接帶隙半導(dǎo)體的特性，具有禁帶寬度大、擊穿電場高、電子飽和遷移率高等優(yōu)異的物理特性，在電學(xué)、光學(xué)領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。其中，以GaN基為主要材料的藍(lán)綠光發(fā)光二極管，更是在照明、顯示、數(shù)碼方面有著長足的發(fā)展。

但是目前的氮化物發(fā)光二極管普遍存在著大電流下發(fā)光效率衰減過快的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环NPIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法，以解決發(fā)光二極管在大電流下發(fā)光效率衰減過快的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種PIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，包括：

基底；

位于所述基底一側(cè)的N型結(jié)構(gòu)層；

位于所述N型結(jié)構(gòu)層背離所述基底一側(cè)的P型插入層；

位于所述P型插入層背離所述基底一側(cè)的有源層；

位于所述有源層背離所述基底一側(cè)的電子阻擋層；

位于所述電子阻擋層背離所述基底一側(cè)的P型空穴供給層。

可選的，所述P型插入層為P型鋁銦鎵氮層。

可選的，所述P型鋁銦鎵氮層的材料禁帶寬度大于所述N型結(jié)構(gòu)層的材料禁帶寬度；

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。

可選的，所述N型結(jié)構(gòu)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(cè)表面；

所述有源層包括交替層疊設(shè)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。

可選的，還包括：

位于所述基底與所述N型結(jié)構(gòu)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(cè)的歐姆接觸層；

位于所述歐姆接觸層背離所述基底一側(cè)表面的第一電極；

位于所述N型結(jié)構(gòu)層背離所述基底一側(cè)表面的第二電極。

一種PIPN結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管的制備方法，包括：

提供基底；