一种具有电流扩展能力的发光二极管制造技术

技术编号:14673901 阅读:80 留言:0更新日期:2017-02-18 11:22
本实用新型专利技术属于半导体技术领域,尤其涉及一种具有电流扩展能力的发光二极管,本实用新型专利技术用P型氮化镓层与非掺杂的氮化铟层组成高、低电阻形式的超晶格结构替代现有结构的高温P‑GaN层进而起到提高电流扩展的作用,改善有源层中电流分布不均匀的现象,提高发光二极管的内量子效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体
,尤其涉及一种具有电流扩展能力的发光二极管。
技术介绍
目前LED受限于其亮度的影响,导致其应用在照明上面的成本相较传统照明器件一直较高,从而影响其普及的速度。因为P层中的空穴浓度受Mg在GaN中的掺杂效率和电离效率的影响,P层Mg的掺杂浓度及空穴浓度难以实现较高的水平,导致注入有源区的空穴量较少,并且分布不均匀,主要集中分布在最后3~5个量子阱中,因此如何提高空穴的分布均匀性及其迁移速率是研究的热门领域。
技术实现思路
因此,本技术提出一种具有电流扩展能力的发光二极管,至少包括一衬底,及依次位于所述衬底上的N型层、有源层、电子阻挡层、第一P型氮化物层、第二P型氮化物层及P型接触层,其特征在于:所述第二P型氮化物层由周期性交替层叠的氮化铟层和P型氮化镓层组成。此外,本技术还提供一种具有电流扩展能力的发光二极管,其至少包括一衬底,及依次位于所述衬底上的N型层、有源层、电子阻挡层、第一P型氮化物层、第二P型氮化物层及P型接触层,其特征在于:所述第二P型氮化物层由周期性交替层叠的含铝氮化物层、氮化铟层和P型氮化镓层组成。优选的,所述第二P型氮化物层的周期数为2~10。优选的,所述第一P型氮化物层为低温P型GaN。优选的,所述氮化铟层的厚度为5Å~10Å。优选的,所述P型氮化镓层的厚度为40Å~60Å。优选的,所述含铝氮化物层为非掺杂氮化物层。优选的,所述氮化铟层为非掺杂氮化物层。优选的,所述电子阻挡层为AlGaN/GaN超晶格结构。优选的,所述氮化铟层位于所述含铝氮化物层与所述P型氮化镓层之间。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术的实施例一起用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。此外,附图数据是描述概要,不是按比例绘制。图1为本技术实施例1之发光二极管结构示意图。图2为本技术实施例2之发光二极管结构示意图。附图标注:100:衬底;200:缓冲层;300:N型层;400:有源层;500:电子阻挡层;600:第一P型氮化物层;700:第二P型氮化物层;710:氮化铟层;720:P型氮化镓层;730:含铝氮化物层;800:P型接触层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的具体实施方式进行详细说明。实施例1如附图1所示,本技术提出的一种具有电流扩展能力的发光二极管,其至少包括一衬底100,及依次位于所述衬底100上的N型层300、有源层400、电子阻挡层500、第一P型氮化物层600、第二P型氮化物层700及P型接触层800;其中,所述衬底100的材质选自蓝宝石、SiC、Si、GaAs或者GaN中的任意一种,本实施例优选采用蓝宝石制备的图形化衬底100,同时,为减少蓝宝石衬底100与N型层300之间的晶格失配,先于衬底100上沉积一缓冲层200,然后于缓冲层200上沉积N型层300;在成长第一P型氮化物层600为Mg掺杂的GaN,为减少高温对有源层400的破坏,其在生长使采用700~950℃的低温,且其采用变温生长,具体为,其生长温度从靠近有源层400一侧至第二P型氮化物层700一侧逐渐升高;电子阻挡层500为AlGaN/GaN超晶格结构,用于阻挡N型层300电子的过迁移;所述第二P型氮化物层700包括周期性交替层叠的氮化铟层710和P型氮化镓层720。本实施例中,在生长第二P型氮化物层700时,首先在第一P型氮化物层600上生长厚度为5Å~10Å的氮化铟层710,其为非掺杂层,再于氮化铟层710上生长厚度为40Å~60Å的P型氮化镓层720,然后依照此顺序依次循环层叠形成超晶格结构,其循环周期数为2~10,本实施例优选厚度为5Å的氮化铟层710与厚度为40Å的P型氮化镓层720交替层叠5个周期形成第二P型氮化物层700。本技术利用电阻值较低的氮化铟层710与P型氮化镓层720组成超晶格结构,一方面在减少第二P型氮化物层700电阻的同时,利用P型氮化镓层720与氮化铟层710组成的高低电阻的特性,促使电阻进行横向扩展,提高电流的横向扩展能力。实施例2本实施例提供一种具有电流扩展能力的发光二极管,其至少包括一衬底100,及依次位于衬底100上的N型层300、有源层400、电子阻挡层500、第一P型氮化物层600、第二P型氮化物层700及P型接触层800;其中,所述衬底100的材质选自蓝宝石、SiC、Si、GaAs或者GaN中的任意一种,本实施例优选采用蓝宝石制备的图形化衬底100,同时,为减少蓝宝石衬底100与N型层300之间的晶格失配,先于衬底100上沉积一缓冲层200,然后于缓冲层200上沉积N型层300;在成长第一P型氮化物层600为Mg掺杂的GaN,为减少高温对有源层400的破坏,其在生长使采用700~950℃的低温,且其生长温度从靠近有源层400一侧至第二P型氮化物层700一侧逐渐升高;电子阻挡层500为AlGaN/GaN超晶格结构,用于阻挡N型层300电子的过迁移。本实施例的第二P型氮化物层700与实施例1的第二P型氮化物层700的区别在于,其由周期性交替层叠的含铝氮化物层730、氮化铟层710和P型氮化镓层720组成;特别地,氮化铟层710位于含铝氮化物层730与P型氮化镓层720之间,优选氮化铟层710位于含铝氮化物层730上,P型氮化镓层720位于氮化铟层710之上,并以此周期性循环形成超晶格结构;其中,氮化铟层710的厚度为5Å~10Å,P型氮化镓层720的厚度为40Å~60Å,第二P型氮化物层700的周期数数为2~10。由于加入氮化铟层710可以降低AlGaN的能障,同时由于其低电阻性可以利于空穴的扩展,提高空穴迁移率;其中,含铝氮化物层730为非掺杂的AlN层或者AlGaN层,优选为u-AlGaN层,由于AlGaN的能障较氮化镓的要高,因此P型氮化镓层720提供的空穴在通过u-AlGaN层时需要具有较高动能的才可以通过,起到了筛选出具有高动能空穴的作用,提高高能空穴的迁移速率,改善现有技术中由于空穴迁移速率较慢,而导致的电子-空穴的有效复合辐射主要集中分布在最后3~5个量子阱中的现象,提高LED的内量子阱效率。另一方面,未掺杂的含铝氮化物层730具有较高的电子,进一步提高了电流的扩展能力,有助于改善发光均匀性与抗静电能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电流扩展能力的发光二极管,至少包括一衬底,及依次位于所述衬底上的N型层、有源层、电子阻挡层、第一P型氮化物层、第二P型氮化物层及P型接触层,其特征在于:所述第二P型氮化物层由周期性交替层叠的氮化铟层和P型氮化镓层组成。

【技术特征摘要】
1.一种具有电流扩展能力的发光二极管,至少包括一衬底,及依次位于所述衬底上的N型层、有源层、电子阻挡层、第一P型氮化物层、第二P型氮化物层及P型接触层,其特征在于:所述第二P型氮化物层由周期性交替层叠的氮化铟层和P型氮化镓层组成。2.一种具有电流扩展能力的发光二极管,至少包括一衬底,及依次位于所述衬底上的N型层、有源层、电子阻挡层、第一P型氮化物层、第二P型氮化物层及P型接触层,其特征在于:所述第二P型氮化物层由周期性交替层叠的含铝氮化物层、氮化铟层和P型氮化镓层组成。3.根据权利要求1或2所述的一种具有电流扩展能力的发光二极管,其特征在于:所述第二P型氮化物层的周期数为2~10。4.根据权利要求1或2所述的一种具有电流扩展能力的发光二极管,其特征在于:所述氮化铟层的厚度为5Å~1...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋长伟程志青黄文宾林兓兓张家宏
申请(专利权)人:安徽三安光电有限公司
类型:新型
国别省市:安徽;34

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