发光二极管及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管及其形成方法，其中方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成量子阱结构；在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中含有掺杂离子；在所述应力释放层上形成第二电极层。所述形成方法能够降低量子阱结构因晶格失配产生的应力对所述第二电极层的影响，从而能够提高所述第二电极层的晶格质量，进而改善所形成发光二极管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种发光二极管及其形成方法。
技术介绍
发光二极管(LightEmittingDiode，LED)由于具有寿命长、耗能低等优点，广泛应用于各种领域。尤其随着发光二极管照明性能指标的大幅度提高，发光二极管常用于发光装置。其中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光功率高、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电器件等领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。氮化镓(GaN)发光二级管的基本结构包括P型氮化镓层和N型氮化镓层构成的PN结。发光效率和光波长是发光二极管的重要性质。为了增加发光二极管的发光效率，量子阱结构被引入发光二极管中，即在P型氮化镓层和N型氮化镓层之间形成一层量子阱结构。量子阱结构是由两种不同材料薄层相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的量子阱，这两种不同材料薄层分别为垒层和阱层。量子阱结构能够有效提高发光二级管的发光效率，并可以形成波长可调的二极管。然而，现有的发光二级管中量子阱结构中的应力较大，导致发光二级管抗静电能力差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种发光二极管及其的形成方法，能够提高发光二极管的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种发光二极管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成量子阱结构；在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中含有掺杂离子；在所述应力释放层上形成第二电极层。可选的，所述掺杂离子为碳离子。可选的，所述应力释放层的材料为含有掺杂离子的GaN、含有掺杂离子的GaAs或含有掺杂离子的GaP。可选的，形成所述应力释放层的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。可选的，所述应力释放层的材料为含有碳离子的GaN；形成所述应力释放层的反应气体包括镓源气体和氮源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。可选的，所述应力释放层中还含有镁；所述反应气体还包括镁源气体，所述镁源气体包括二茂镁。可选的，形成所述应力释放层的工艺参数包括：反应温度为600℃～900℃；三甲基的流量为50sccm～70sccm；二茂镁的流量为450sccm～550sccm；氨气的流量为45L/min～55L/min；氮气的流量为55L/min～75L/min；氢气的流量为115L/min～125L/min。可选的，所述应力释放层的厚度为1nm～2000nm。可选的，所述第一电极层中具有N型离子，所述第二电极层中具有P型离子，所述应力释放层中具有P型离子。可选的，所述P型离子为镁离子，所述应力释放层中镁离子的浓度为1E18atoms/cm3～2E20atoms/cm3。可选的，所述量子阱结构包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层。可选的，所述阱层的材料为InGaN；所述垒层的材料为GaN。可选的，所述阱层的层数为2层～30层；所述垒层的层数为3层～31层。可选的，形成所述垒层与所述阱层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。可选的，形成所述第二电极层的工艺包括金属有机化学气相沉积工艺。可选的，形成所述第一电极层之前，还包括：在所述衬底上形成成核层；在所述成核层上形成缓冲层。相应的，本专利技术还提供一种发光二极管，包括：衬底；位于衬底上的第一电极层；位于所述第一电极层上的量子阱结构；位于所述量子阱结构上的应力释放层，所述应力释放层中具有掺杂离子；位于所述应力释放层上的第二电极层。可选的，所述掺杂离子为碳离子。可选的，所述应力释放层的材料为含有掺杂离子的GaN、含有掺杂离子的GaAs或含有掺杂离子的GaP。可选的，所述第一电极层中具有N型离子，所述第二电极层中具有P型离子，所述应力释放层中含有P型离子。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的发光二极管的形成方法中，形成所述量子阱结构的过程中，由于晶格失配容易在所述量子阱结构中产生应力。形成所述量子阱结构之后，在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中具有掺杂离子。所述掺杂离子能够使所述应力释放层的晶格结构与量子阱结构顶部表面之间的晶格结构差异较大，使应力释放层与所述量子阱结构产生晶格失配，从而所述量子阱结构晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述量子阱结构中的应力得以释放。因此，所述形成方法能够降低量子阱结构中的应力对所述第二电极层的影响，从而能够提高所述第二电极层的晶格质量，进而改善所形成发光二极管的性能。进一步，所述应力释放层中具有P型离子，所述P型离子能够为所述应力释放层提供空穴，从而降低所述应力释放层的电阻，从而改善所形成发光二级管的性能。本专利技术技术方案提供的发光二极管中，由于所述量子阱结构存在由于晶格失配产生的应力。所述应力释放层中具有掺杂离子。所述掺杂离子能够使所述应力释放层与所述量子阱结构产生晶格失配，从而所述量子阱结构晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述量子阱结构中的应力得以释放。因此，所述量子阱结构中的应力对所述第二电极层的影响较小，从而所述第二电极层的晶格质量较好，进而改善发光二极管的性能。附图说明图1至图8是本专利技术的发光二极管的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式发光二极管的形成方法存在诸多问题，例如，所形成的发光二极管的性能较差。现结合发光二极管，分析所述发光二极管性能较差的原因：所述发光二极管的包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成多量子阱结构；在所述多量子阱结构上形成第二电极层。其中，所述量子阱结构包括阱层和多层垒层，所述垒层在垂直于所述第一电极层表面的方向上层叠设置，相邻垒层之间具有所述阱层。由于所述阱层与垒层的晶格常数不相同，所述阱层与垒层存在晶格失配，导致所述多量子阱结构中存在较大的应力。形成所述第二电极层之后，所述多量子阱结构中的应力容易传递至所述第二电极层中，从而使所述第二电极层的晶格质量较差。具体的，当形成的发光二级管在受到静电干扰时，由于所述第二电极层受到应力的影响，使所述第二电极层中的静电电场分布不均匀，静电场较大区域的第二电极层容易受到损伤，从而使所述发光二极管失效。因此，所形成的发光二极管的抗静电能力较差。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种发光二极管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成量子阱结构；在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中含有掺杂离子；在所述应力释放层上形成第二电极层。其中，形成所述量子阱结构的过程中，由于晶格失配容易在所述量子阱结构中产生应力。形成所述量子阱结构之后，在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中具有掺杂离子。所述掺杂离子能够使所述应力释放层的晶格结构与量子阱结构顶部表面之间的晶格结构差异较大，使应力释放层与所述量子阱结构产生晶格失配，从而所述量子阱结构晶格不容易受到所述应力释放层原子的束缚，进而能够使所述量子阱结构中的应力得以释放。因此，所述形成方法能够降低量子阱结构中的应力对所述第二电极层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成量子阱结构；在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中含有掺杂离子；在所述应力释放层上形成第二电极层。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成量子阱结构；在所述量子阱结构上形成应力释放层，所述应力释放层中含有掺杂离子；在所述应力释放层上形成第二电极层。2.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述掺杂离子为碳离子。3.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述应力释放层的材料为含有掺杂离子的GaN、含有掺杂离子的GaAs或含有掺杂离子的GaP。4.如权利要求3所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述应力释放层的工艺包括：金属有机化学气相沉积工艺。5.如权利要求3所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述应力释放层的材料为含有碳离子的GaN；形成所述应力释放层的反应气体包括镓源气体和氮源气体，所述镓源气体包括三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种组合，所述氮源气体包括氨气；载气包括氮气和氢气中的一种或两种组合。6.如权利要求5所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述应力释放层中还含有镁；所述反应气体还包括镁源气体，所述镁源气体包括二茂镁。7.如权利要求6所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，形成所述应力释放层的工艺参数包括：反应温度为600℃～900℃；三甲基的流量为50sccm～70sccm；二茂镁的流量为450sccm～550sccm；氨气的流量为45L/min～55L/min；氮气的流量为55L/min～75L/min；氢气的流量为115L/min～125L/min。8.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述应力释放层的厚度为1nm～2000nm。9.如权利要求1所述的发光二极管的形成方法，其特征在于，所述第一电极层中具有N型离子，所述第二电极层中具有P型离子，...

【专利技术属性】
技术研发人员：展望，马后永，游正璋，琚晶，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31