一种氮化物发光二极管组件制造技术

本发明专利技术属于半导体光电器件领域，尤其涉及一种可控制“V”形缺陷大小及密度的氮化物发光二极管组件，通过于N型层和有源层之间设置依次第一缺陷调控层、第二缺陷调变层和第三缺陷调变层，在调控“V”形缺陷的大小及密度的同事，也调控器件由于缺陷较多而产生的抗静电能力降低问题。通过三层缺陷调控层的协同作用，不仅控制了“V”形缺陷的密度及大小，提升了电洞注入效率，同时也降低电子迁移速率与减少电子溢流，降低器件的Efficiency Droop效应，提升电子电洞于有源层中分布的均匀性，有效降低器件的非辐射复合辐射，提升发光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化物发光二极管组件
本专利技术属于半导体光电器件领域，尤其涉及一种可控制“V”形缺陷大小及密度的氮化物发光二极管组件。
技术介绍
氮化物发光二极管（英文为LightEmittingDiode，简称LED）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。传统的发光二极管的结构一般包括：衬底、以及依次位于衬底上的N型氮化物层、应力释放层、有源层、电子阻挡层和P型氮化物层。目前应力释放层由周期性交替层叠的InGaN层和GaN层组成，低温生长的应力释放层一般是通过开出一些“V”形缺陷来实现应力释放，但是这些“V”形缺陷的起始是因为蓝宝石衬底与GaN外延层之间存在晶格失配和较大的热膨胀系数差异产生的，然后经过应力释放层的放大作用形成的，因此“V”形缺陷的开口大小以及缺陷密度具有不可控性，使得LED器件的电子电洞分布不均，产生漏电，影响LED的发光效率及导致Droop效应。因此我们急需找出一种发光二极管，可以控制“V”型缺陷的密度，降低Droop效应，提升高电流密度产品的亮度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术首先提出一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝三元氮化物超晶格结构或含铝三元氮化物单层结构。优选的，所述超晶格结构由周期性层叠的Ala1Ga1-a1N层和Ine1Ga1-e1N层组成，其中，0＜a1≤0.3，0＜e1≤0.3。优选的，所述超晶格结构由周期性层叠的Ala2In1-a2N层和Inc1Al1-c1N层组成，其中，0＜a2≤0.3，0＜c1≤0.3。优选的，所述含铝三元氮化物单层结构为AlGaN单层或者InAlN单层。优选的，所述第一缺陷调控层、第二缺陷调控层、第三缺陷调控层均为n型杂质掺杂层，且N型掺杂氮化物层的n型杂质浓度＞第二缺陷调控层的n型杂质浓度＞第一缺陷调控层的n型杂质浓度＞第三缺陷调控层的n型杂质浓度。本专利技术还提供一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝四元氮化物超晶格结构或者含铝四元氮单层结构。优选的，该超晶格结构由周期性层叠的Alx1Iny1Ga1-x1-y1N层和Alm1Inz1Ga1-m1-z1N层组成，其中，0＜x1≤0.3，0＜y1≤0.3，0＜m1≤0.3，0＜z1≤0.3，且x1与m1、y1与z1不同时相等。优选的，所述含铝四元氮单层结构为AlInGaN单层。优选的，述第一缺陷调控层、第二缺陷调控层、第三缺陷调控层均为n型杂质掺杂层，N型掺杂氮化物层的n型杂质浓度＞第二缺陷调控层的n型杂质浓度＞第一缺陷调控层的n型杂质浓度＞第三缺陷调控层的n型杂质浓度。本专利技术进一步提出一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝的三元氮化物和四元氮化物组成的超晶格结构。优选的，所述超晶格结构由周期性层叠的Alx2Iny2Ga1-x2-y2N层和Inm2Ga1-m2N层组成，其中0＜x2≤0.3，0＜y2≤0.3，0＜m2≤0.3。优选的，所述超晶格结构由周期性层叠的Alx3Iny3Ga1-x3-y3N层和Inz3Al1-z3N层组成，其中，0＜x3≤0.3，0＜y3≤0.3，0＜z3≤0.3。优选的，所述超晶格结构由周期性层叠的Alx4Iny4Ga1-x4-y4N层和Al1-z4GaN层组成，其中，0＜x4≤0.3，0＜y4≤0.3，0＜z4≤0.3。优选的，所述第一缺陷调控层、第二缺陷调控层、第三缺陷调控层均为n型杂质掺杂层，且N型掺杂氮化物层的n型杂质浓度＞第二缺陷调控层的n型杂质浓度＞第一缺陷调控层的n型杂质浓度＞第三缺陷调控层的n型杂质浓度。本专利技术通过于N型层和有源层之间设置依次第一缺陷调控层、第二缺陷调变层和第三缺陷调变层，在调控“V”形缺陷的大小及密度的同事，也调控器件由于缺陷较多而产生的抗静电能力降低问题。通过三层缺陷调控层的协同作用，不仅控制了“V”形缺陷的密度及大小，提升了电洞注入效率，同时也降低电子迁移速率与减少电子溢流，降低器件的EfficiencyDroop效应，提升电子电洞于有源层中分布的均匀性，有效提升器件的有效复合辐射发光效率。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的一氮化物发光二极管组件的剖视结构示意图，其左侧为第三缺陷调控层的能带分布图。图2为本专利技术实施例1提供的另一氮化物发光二极管组件的剖视结构示意图，其左侧为第三缺陷调控层的能带分布图。图3为本专利技术实施例1一氮化物发光二管组件与现有技术提供的发光二极管组件的原子力显微镜对比图，其中，图3a为现有技术提供的发光二极管组件原子力显微镜图，图3b为本专利技术具体实施例1提供的氮化物发光二极管组件的原子力显微镜图。图4为本专利技术实施例2提供一氮化物发光二极管组件的剖视结构示意图。附图标注：100：衬底；110：缓冲层；200：N型掺杂氮化物层；210：平台；220：第一电极；300：缺陷调控层；310：第一调变层；320：第二调变层；330：第三调变层；340：“V”形缺陷；400：有源层；500：P型掺杂氮化物层；510：电子阻挡层；520：P型欧姆接触层。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在此，本专利技术的范围不局限于下面所要说明的实施形态，本专利技术的实施形态可变形为多种其他形态。实施例1图1为本实施例提出的一种氮化物发光二极管组件的示意剖面图。参看附图1，首先提供一衬底100，该衬底100材料可以为蓝宝石、硅、碳化硅、氧化锌、氮化镓、氮化铝或者其它适于晶体外延生长的材料。接着于衬底100的上表面形成N型掺杂氮化物层200，N型掺杂氮化物层200的材料可以为掺杂硅或者锗或者锡或者铅的GaN，也可以包含非故意掺杂的GaN层。本实施例中，N型掺杂氮化物层200具有一平台210，一第一电极220形成于该平台210上。在形成N型掺杂氮化物之前，还包括于衬底100上形成缓冲层110的步骤。该缓冲层110能够改善N型掺杂氮化物层200与衬底100材料晶格常数不匹配的问题。缓冲层110为AlN层或者GaN层或者AlGaN层或者其中任意两者交替形成的复合结构层，当然缓冲层110的也可以由其它材料构成，以便能更好地与衬底100材料相匹配，继而改善晶格失配的问题。然后，于N型掺杂氮化物层200上依次沉积缺陷调控层、有源层400和P型掺杂氮化物层500。缺陷调控层用于调控“V”型缺陷340的大小以及缺陷的密度，在保证器件抗静电能力的前提下提升电洞的注入效率，提升器件的发光效率。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝三元氮化物超晶格结构或含铝三元氮化物单层结构。

【技术特征摘要】
1.一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝三元氮化物超晶格结构或含铝三元氮化物单层结构。2.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管组件，其特征在于：所述超晶格结构由周期性层叠的Ala1Ga1-a1N层和Ine1Ga1-e1N层组成，其中，0＜a1≤0.3，0＜e1≤0.3。3.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管组件，其特征在于：所述超晶格结构由周期性层叠的Ala2In1-a2N层和Inc1Al1-c1N层组成，其中，0＜a2≤0.3，0＜c1≤0.3。4.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管组件，其特征在于：所述含铝三元氮化物单层结构为AlGaN单层或者InAlN单层。5.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管组件，其特征在于：所述第一缺陷调控层、第二缺陷调控层、第三缺陷调控层均为n型杂质掺杂层，且N型掺杂氮化物层的n型杂质浓度＞第二缺陷调控层的n型杂质浓度＞第一缺陷调控层的n型杂质浓度＞第三缺陷调控层的n型杂质浓度。6.一种氮化物发光二极管组件，包括：N型掺杂氮化物层；有源层，位于N型掺杂氮化物层之上；P型掺杂氮化物层，位于有源层之上；其特征在于：所述N型掺杂氮化物层与所述有源层之间还设置有缺陷调控层，所述缺陷调控层包括第一缺陷调控层、第二缺陷调控层和第三缺陷调控层，所述第三缺陷调控层为含铝四元氮化物超晶格结构或者含铝四元氮化物单层结构。7.根据权利要求6所述的一种氮化物发光二极管组件，其特征在于：所述超晶格结构由周期性层叠的Alx1Iny1Ga1-x1-y1N层和Alm1Inz1Ga1-m1-z1N层组成，其中，0＜x1≤0.3，0＜y1≤0.3，0＜m1≤0.3，0＜z1≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝永凌，林兓兓，蔡吉明，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34