[發明專利]發光二極管的外延結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202111140799.0
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN114038954A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 高默然;鄭錦堅;王曼;畢京鋒;范偉宏;李森林
• 申請（專利權）人: 廈門士蘭明鎵化合物半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

公開了一種發光二極管的外延結構及其制造方法，發光二極管的外延結構包括：襯底；位于襯底上的外延層，所述外延層包括在襯底上依次堆疊的第一半導體層、發光層、電子阻擋層和第二半導體層，所述第一半導體層具有第一摻雜類型，所述第二半導體具有第二摻雜類型，所述第一摻雜類型和所述第二摻雜類型的極性相反；所述碳摻雜的氮化物層包括碳摻雜的第一氮化物層，所述碳摻雜的第一氮化物層位于所述第一半導體層和所述發光層之間，所述碳摻雜的第一氮化物層的碳摻雜濃度為1E18cm^?3～1E19cm^?3。本發明提供的發光二極管的外延結構及其制造方法，可以提高發光二極管的抗靜電能力。

技術領域

本發明屬于半導體器件技術領域，更具體地，涉及一種發光二極管的外延結構及其制造方法。

背景技術

氮化物半導體發光二極管具有可調范圍廣泛的波長范圍、發光效率高、節能環保、壽命長、尺寸小、可設計性強等優勢，已逐漸取代白熾燈和鹵素燈，成為普通家庭照明的光源，并廣泛應用新的場景，如顯示屏、車燈、植物照明、醫療、固化、殺菌消毒等各種領域。

然而，氮化物半導體通過采用異質外延在藍寶石上生長發光二極管的外延結構，由于晶格失配，不可避免地帶來缺陷，穿透位錯導致氮化物半導體發光二極管的漏電流增加及發光效率降低，并且會導致氮化物半導體激光元件的壽命變短。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發光二極管的外延結構及其制造方法，避免發光二極管漏電流增加從而提高發光二極管的抗靜電能力。

根據本發明提供的一種發光二極管的外延結構，其中，包括：襯底；位于襯底上的外延層，所述外延層包括在襯底上依次堆疊的第一半導體層、發光層、電子阻擋層和第二半導體層，所述第一半導體層具有第一摻雜類型，所述第二半導體具有第二摻雜類型，所述第一摻雜類型和所述第二摻雜類型的極性相反；位于所述外延層中的碳摻雜的氮化物層；所述碳摻雜的氮化物層包括碳摻雜的第一氮化物層，所述碳摻雜的第一氮化物層位于所述第一半導體層和所述發光層之間，所述碳摻雜的第一氮化物層的碳摻雜濃度為1E18 cm^-3～1E19cm^-3。

優選地，所述碳摻雜的氮化物層還包括碳摻雜的第二氮化物層，所述碳摻雜的第二氮化物層位于所述發光層和所述電子阻擋層之間。

優選地，所述碳摻雜的第二氮化物層的碳摻雜濃度為1E18cm^-3～1E19cm^-3。

優選地，所述碳摻雜的第二氮化物層的厚度為1～100nm。

優選地，所述碳摻雜的第一氮化物層的厚度為1～1000nm。

優選地，所述碳摻雜的氮化物層中碳濃度沿著所述氮化物層的厚度方向按照梯度變化。

優選地，所述碳摻雜的氮化物層中碳濃度按照漸變式梯度變化，或者，所述碳摻雜的氮化物層中碳濃度按照躍遷式梯度變化；其中，所述漸變式梯度變化中，碳濃度為依次連續變化的數值；所述躍遷式梯度變化中，碳濃度的變化值為固定數值。

優選地，所述碳摻雜的氮化物層中碳濃度沿著所述氮化物層的厚度方向不變。

優選地，所述碳摻雜的氮化物層為氮化物、三元混晶氮化物、四元混晶氮化物、超晶格結構、淺量子阱結構中的至少一種。