一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發光半導體器件領域，尤其涉及一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管。
【背景技術】
[0002]目前，氮化物發光二極管(Light-emitting d1des，簡稱LED)以其高效率、長壽命、全固態、自發光和綠色環保等優點，已經被廣泛應用于照明和顯示兩大領域；其氮化物發光二極管結構成為國內外產學研各界重點研宄的對象，尤其是近年來關于空穴注入層結構一直是各界研宄熱點。由于空穴注入層是空穴的提供層，且于量子阱后成長，故成長的溫度不能過高，以致使得空穴注入層材料的質量不佳，從而造成發光二極管電壓偏高、電流擴散不均勻等異常的產生；而為有效降低電壓及改善電流擴散效應，其雜質摻雜濃度往往都較高，從而影響其晶格質量且造成吸光效應機率的增加；同時，現有技術中空穴注入層為單層高摻結構，其對電流的擴展效果也較不理想，電流分布不均勻，造成電壓過高，從而最終導致器件整體電學性能降低。
【發明內容】
[0003]針對上述發光二極管所存在的問題，本實用新型提出了一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，利用超晶格結構的空穴注入層改善該P型層因高摻鎂雜質而產生的吸光效應，增強電流擴散能力及強化發光二極管結構的抗靜電特性。
[0004]本實用新型采用的技術方案為:一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，包括:襯底、緩沖層、N型層、量子阱層、P型電子阻擋層、空穴注入層和P型接觸層，其特征在于:所述空穴注入層為由P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層循環層疊形成的超晶格結構。
[0005]優選的，所述超晶格結構層的循環次數η多2。
[0006]優選的，所述P型含鋁氮化鎵層的厚度為10?100埃。
[0007]優選的，所述P型含銦氮化鎵層的厚度為10?100埃。
[0008]優選的，所述非摻雜氮化鎵層的厚度為10?100埃。
[0009]優選的，所述空穴注入層總厚度為100?3000埃。
[0010]優選的，所述空穴注入層中P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層位置相互調變循環形成超晶格結構。
[0011]優選的，所述空穴注入層中P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層依次層疊循環形成超晶格結構。
[0012]優選的，所述P型電子阻擋層為鋁鎵氮單層結構。
[0013]優選的，所述P型電子阻擋層為鋁銦鎵氮層與P型氮化鎵層組成的周期為2?10的超晶格結構。
[0014]本實用新型至少具有以下有益效果:(I)利用P型含鋁氮化鎵層與非摻雜氮化鎵層之間的能帶差異，提升電流分布均勻性，改善抗靜電性能及漏電流現象，并降低因P型雜質(此處優選鎂雜質)的高摻雜所產生的光吸收效應；(2)利用P型含銦氮化鎵層的低能帶導電特性，有效降低空穴注入層的縱向阻值，降低發光二極管的電壓特性；(3)利用P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層的超晶格結構，改善晶體的質量，同時提升二維電子氣濃度，實現低的縱向電阻，從而進一步改善漏電流及抗靜電能力等電學特性，最終提高發光二極管的整體電學性能。
【附圖說明】
[0015]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。此外，附圖數據是描述概要，不是按比例繪制。
[0016]圖1為本實用新型之實施例1的發光二極管結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型之實施例2的發光二極管結構示意圖。
[0018]圖3為本實用新型之實施例2的發光二極管另一結構示意圖。
[0019]圖中標示:100.襯底；200.緩沖層；300.N型層；400.量子阱；500.電子阻擋層；600.空穴注入層；610.含鋁氮化鎵層；620.含銦氮化鎵層；630.非摻雜氮化鎵層；700.P型接觸層。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0021]實施例1
[0022]參看附圖1，提供一襯底100，其中襯底100材質可選用圖形化藍寶石、平面藍寶石、SiC、S1、GaAs或GaN等，晶格常數(lattice constant)接近于氮化物半導體的單晶氧化物也包含其中，此處優選使用圖形化藍寶石襯底，在襯底100上依次生長緩沖層200、N型層300、量子阱層400、P型電子阻擋層500、空穴注入層600及P型接觸層700，形成發光二極管外延結構，此結構中，P型電子阻擋層500為單層鋁鎵氮結構或者為鋁銦鎵氮層與P型氮化鎵層組成的周期為2?10的超晶格結構。
[0023]本實施例中，在生長空穴注入層600時，首先在P型電子阻擋層500上先生長厚度為10?100埃的含鋁氮化鎵層610，再于含鋁氮化鎵層610上生長厚度為10?100埃的含銦氮化鎵層620，后再于含銦氮化鎵層620上生長厚度為10?100埃的非摻雜氮化鎵層630，最后依照此順序依次循環層疊形成超晶格結構，其循環周期η多2，本實施例優選循環周期η為5。由于該空穴注入層600結構中含鋁氮化鎵層610與非摻雜氮化鎵層630存在較大的能帶差異，當在發光二極管器件施加電流時，此具有能帶差異的結構層可對電流進行有效擴展，提升電流分布均勻性，改善發光二極管器件的抗靜電性能及漏電流現象；同時，該空穴注入層600結構中含有含銦氮化鎵層620，其具有較低能帶及良好的導電性，可有效降低發光二極管的縱向阻值，降低器件的工作電壓；此外，生長該超晶格結構層時，利用層與層之間的晶格差異，有效緩解了生長過程中的應力，改善晶格質量，并緩解空穴注入層因晶格質量不佳造成的電壓及亮度降低現象，且進一步改善漏電流及抗靜電能力等電特性，最終提高發光二極管的整體電性能。
[0024]實施例2
[0025]參看附圖2，本實施例與實施例1的區別在于，空穴注入層600結構中先于P型電子阻擋層500上生長含銦氮化鎵層620、再生長非摻雜氮化鎵層630，最后生長含鋁氮化鎵層610，后再依次循環層疊形成超晶格結構。
[0026]參看附圖3，作為本實施例的變形結構，空穴注入層600結構還可為:于P型電子阻擋層500上依次生長非摻雜氮化鎵層630、含鋁氮化鎵層610及含銦氮化鎵層620，后再依次循環層疊形成超晶格結構。
[0027]本實用新型中，依據發光二極管對于抗靜電特性、電壓或亮度的需求，靈活調節空穴注入層中各結構層(含鋁氮化鎵層610、含銦氮化鎵層620和非摻雜氮化鎵層630)的厚度及層疊次序以達到生產的目的。
[0028]應當理解的是，上述具體實施方案為本實用新型的優選實施例，本實用新型的范圍不限于該實施例，凡依本實用新型所做的任何變更，皆屬本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，包括:襯底、緩沖層、N型層、量子阱層、P型電子阻擋層、空穴注入層和P型接觸層，其特征在于:所述空穴注入層為P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層循環層疊形成的超晶格結構。2.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述超晶格結構層的循環次數η多2。3.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述P型含鋁氮化鎵層的厚度為10?100埃。4.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述P型含銦氮化鎵層的厚度為10?100埃。5.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述非摻雜氮化鎵層的厚度為10?100埃。6.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述空穴注入層總厚度為100?3000埃。7.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述空穴注入層中P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層位置相互調變循環形成超晶格結構。8.根據權利要求7所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述空穴注入層中P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層依次層疊循環形成超晶格結構。9.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述P型電子阻擋層為鋁鎵氮單層結構。10.根據權利要求1所述的一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，其特征在于:所述P型電子阻擋層為鋁銦鎵氮層與P型氮化鎵層組成的周期為2?10的超晶格結構。
【專利摘要】本實用新型提出了一種具有超晶格空穴注入層結構的發光二極管，包括：襯底、緩沖層、N型層、量子阱層、P型電子阻擋層、空穴注入層和P型接觸層，其特征在于：所述空穴注入層為P型含鋁氮化鎵層、P型含銦氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層循環層疊形成的超晶格結構；利用此結構可有效改善發光二極管的電流分布均勻性及縱向阻值，提升發光二極管的抗靜電性能及工作電壓。
【IPC分類】H01L33/32, H01L33/06
【公開號】CN204651339
【申請號】CN201520376910
【發明人】吳洪浩, 周宏敏, 李政鴻, 林兓兓, 張家宏
【申請人】安徽三安光電有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月3日