[發明專利]一種發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 202110777409.4
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113540301B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 周宏敏;唐超;王瑜;董金礦;李政鴻;林兓兓
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/14;H01L33/00
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本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種發光二極管及其制作方法，至少包括襯底，以及依次層疊于所述襯底之上的第一半導體層、應力釋放層、有源層和第二半導體層，所述第一半導體層與所述應力釋放層之間設有不含Al且不含In的第三半導體層，所述第三半導體層與應力釋放層之間設有含Al的第四半導體層，所述第四半導體層與第三半導體層的厚度比為1:5~1:100。本發明可以有效降低電子的遷移速率，降低非輻射復合的幾率并改善Droop效應，提高發光二極管的發光效率。

技術領域

本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種發光二極管及其制作方法。

背景技術

發光二極管（英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED）是一種常用的發光器件，通過電子與空穴復合釋放能量發光，可以高效地將電能轉化為光能。發光二極管通常采用不同的半導體材料和結構，實現從紫外到紅外的全色范圍。

隨著LED產業的持續發展，近年來Efficiency Droop現象，即隨著注入電流的增加，外量子效應下降的問題變成了制約LED替代傳統白熾燈和節能燈的瓶頸，而空穴電子的濃度差異和遷移率差異被認為較為主要的引起Droop效應的原因。

為了解決這一問題，通常在穿透位錯區域（英文：Threading Dislocations，簡稱：TD）設計V型坑（V-pits）以提升電子空穴注入效率，促進電子空穴復合，從而提高光效、改善Droop現象。然而，V型坑的存在也會帶來負面影響，例如，電子空穴容易在穿透位錯區域內發生非輻射復合，進而影響發光效率。

發明內容

為了解決上述的技術問題，具體技術方案如下：

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種發光二極管，至少包括襯底，以及依次層疊于所述襯底之上的第一半導體層、應力釋放層、有源層和第二半導體層，其特征在于，所述第一半導體層與所述應力釋放層之間設有不含Al且不含In的第三半導體層，所述第三半導體層與應力釋放層之間設有含Al的第四半導體層，所述第四半導體層與第三半導體層的厚度比為1:5~1:100。

優選的，所述第四半導體層與第三半導體層的厚度比為1:10~1:60。

優選的，所述第三半導體層的厚度范圍為30nm~100nm。

優選的，所述第三半導體層的厚度范圍為30nm~60nm。

優選的，所述第四半導體層的厚度范圍為1nm~6nm。

優選的，所述第三半導體層為非故意摻雜或者N型摻雜的GaN層。

優選的，所述第四半導體層包括分子式AlxInyGa1-x-yN表示的化合物，其中， 0＜x≤1，0≤y≤1。

優選的，所述第四半導體層的Al組分含量為0.1%~10%。

優選的，所述第四半導體層靠近第三半導體層一側的Al組分最高，靠近應力釋放層一側的Al組分最低。

優選的，所述第四半導體層為單層結構或者多層結構。

優選的，所述第四半導體層的Al組分由第三半導體層至應力釋放層的方向上逐漸減小。

優選的，所述襯底和第一半導體層之間還包括緩沖層。

另一方面，本發明實施例提供了一種發光二極管的制作方法，包括如下步驟：

提供一襯底；

在所述襯底上生長第一半導體層；

在所述第一半導體層上生長不含Al且不含In的第三半導體層；

在所述第三半導體層上生長含Al的第四半導體層，所述第四半導體層與第三半導體層的厚度比為1:5~1:100；