[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110099421.4
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN112768576B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉大千;丘建生;連偉杰;陳秉揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/04
• 分類號(hào): H01L33/04;H01L33/12;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京漢之知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11479
• 代理人: 高園園

本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管及制備方法，包括：襯底，具有相對設(shè)置的第一表面和第二表面；N型半導(dǎo)體層，位于襯底的第一表面上；中間層，位于N型半導(dǎo)體層的上方；中間層的材料為Al_xGa_1?x?yIn_yN，其中：0≤x≤1，0≤y≤1；中間層在N型半導(dǎo)體層的上方包括至少兩個(gè)子中間層、以及設(shè)置于相鄰兩個(gè)子中間層之間的摻雜層，子中間層的雜質(zhì)摻雜濃度小于或等于摻雜層的雜質(zhì)摻雜濃度；有源層，位于中間層的上方；P型半導(dǎo)體層，位于有源層的上方。本發(fā)明所述的發(fā)光二極管能夠改善發(fā)光二極管的光電特性，有效的提高發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度及效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光二極管及制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管是固態(tài)照明中的核心器件，具備壽命長，可靠性好、電光轉(zhuǎn)換效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)包括多層結(jié)構(gòu)，其中核心層次為N型外延層、有源層和P型外延層，通過將N型外延層中的電子和P型外延層中的空穴輸送至有源層，電子和空穴在有源層進(jìn)行復(fù)合發(fā)光。

發(fā)光二極管多為GaN基材料，而GaN體系材料多為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)缺乏對稱中心，沿(0001)方向會(huì)存在自發(fā)極化以及壓電極化現(xiàn)象。因此在GaN生長過程中摻入In或Al，或者是GaN生長條件發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在材料變化的界面處產(chǎn)生一系列的界面電荷，使得LED的發(fā)光效率很難進(jìn)一步提高；因而，急需提供一種光電性能更好、發(fā)光效率更高的發(fā)光二極管。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中至少一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及制備方法，能夠改善發(fā)光二極管的光電特性，有效的提高發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度及效率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種發(fā)光二極管，包括：

襯底，具有相對設(shè)置的第一表面和第二表面；

N型半導(dǎo)體層，位于襯底的第一表面上；

中間層，位于N型半導(dǎo)體層的上方；且中間層包括至少兩個(gè)子中間層、以及設(shè)置在相鄰兩個(gè)子中間層之間的摻雜層；中間層的材料為Al_xGa_1-x-yIn_yN，其中：0≤x≤1，0≤y≤1；子中間層的雜質(zhì)摻雜濃度小于或等于摻雜層的雜質(zhì)摻雜濃度；

有源層，位于中間層的上方；

P型半導(dǎo)體層，位于有源層的上方。

可選地，相鄰子中間層的材料的x和/或y的取值不同。

可選地，中間層還包括：設(shè)置于子中間層與有源層之間的摻雜層。

可選地，靠近有源層一側(cè)的子中間層為超晶格層。

可選地，摻雜層的雜質(zhì)摻雜濃度與子中間層的雜質(zhì)摻雜濃度的濃度差大于或等于1E17atoms/cm³。

可選地，摻雜層的雜質(zhì)摻雜濃度與有源層的雜質(zhì)摻雜濃度的濃度差大于或等于1E17atoms/cm³。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種發(fā)光二極管，包括：

提供一襯底，該襯底具備相對設(shè)置的第一表面和第二表面；

在襯底的第一表面上形成N型半導(dǎo)體層；

在N型半導(dǎo)體層的上方形成中間層，中間層包括至少兩個(gè)子中間層、以及形成于相鄰兩個(gè)子中間層的摻雜層；中間層的材料為Al_xGa_1-x-yIn_yN，其中：0≤x≤1，0≤y≤1；子中間層的雜質(zhì)摻雜濃度小于或等于摻雜層的雜質(zhì)摻雜濃度；

在中間層的上方制備有源層；