一种发光二极管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管及其制造方法，属于半导体技术领域。发光二极管的电子阻挡层由三个子层组成，三个子层包括依次生长的第一子层、第二子层和第三子层，第一子层由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第二子层由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第三子层由n‑1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第一子层、第二子层和第三子层中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。本发明专利技术通过将电子阻挡层分成三个掺杂不同的相同结构的超晶格子层，形成三段阻挡层，尽可能的减少电子泄露到P层导致非辐射复合的发生。且该三个子层的每一子层的超晶格的周期数是按照1逐渐减少，可以更好的阻挡电子，同时又不会较多的阻挡空穴，进而提高发光二极管晶体的发光效率。

Light emitting diode and manufacturing method thereof

The invention discloses a light emitting diode and a manufacturing method thereof, belonging to the field of semiconductor technology. Light emitting diode electron blocking layer consists of three layers, three layers which are grown for the first layer, second layer and third sub layers, the first layer is composed of n+1 cycle AlGaN/InGaN superlattice composed of second sub layers by N cycles of AlGaN/InGaN superlattice composed of third sub layer by N 1 a cycle of AlGaN/InGaN superlattice, the first layer, second layer and third layer InGaN sub layer in both doped with Mg, n = 3 ~ 6. By dividing the electronic barrier layer into three superlattice lattices doped with different structures of the same structure, a three barrier layer is formed to reduce the electron leakage to the P layer as much as possible, resulting in the occurrence of nonradiative recombination. The number of periodic superlattice in each sub layer and the three layer is in accordance with the 1 gradually reduced, can better electron blocking, blocking hole and not more, so as to improve the luminous efficiency of the light emitting diode crystal.

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管及其制造方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等，提高芯片发光效率是LED不断追求的目标。现有LED包括衬底和层叠在衬底上的外延层，外延层包括依次层叠在衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、MQW(MultipleQuantumWell，多量子阱)层、电子阻挡层和P型层。其中，电子阻挡层的作用主要是阻挡电子，减少电子泄露到P层导致非辐射复合发光。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：由于电子阻挡层位于P型层和MQW层之间，在阻挡电子的同时，也会阻挡一部分空穴进入到MQW层中与电子复合发光，降低发光二极管晶体的发光效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中电子阻挡层会阻挡一部分空穴进入到MQW层中与电子复合发光，降低发光二极管晶体的发光效率的问题，本专利技术实施例提供了一种发光二极管及其制造方法。所述技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种发光二极管，所述发光二级管包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化接触P型层，所述电子阻挡层由三个子层组成，所述三个子层包括依次生长的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第二子层由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第三子层由n-1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第一子层、第二子层和第三子层中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。进一步地，所述第一子层中的Al的浓度大于所述第二子层中的Al的浓度，且所述第二子层中的Al的浓度大于所述第三子层中的Al的浓度。进一步地，所述第一子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度，且所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第三子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度。进一步地，所述第一子层中的ln的浓度小于所述第二子层中的ln的浓度，且所述第二子层中的ln的浓度小于所述第三子层中的ln的浓度。另一方面，本专利技术提供了一种发光二极管的制造方法，所述制造方法包括：提供一衬底；在衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化接触P型层，所述电子阻挡层由三个子层组成，所述三个子层包括依次生长的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第二子层由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第三子层由n-1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第一子层、第二子层和第三子层中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。进一步地，所述第一子层中的Al的浓度大于所述第二子层中的Al的浓度，且所述第二子层中的Al的浓度大于所述第三子层中的Al的浓度。进一步地，所述第一子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度，且所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第三子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度。进一步地，所述第一子层中的ln的浓度小于所述第二子层中的ln的浓度，且所述第二子层中的ln的浓度小于所述第三子层中的ln的浓度。进一步地，所述第一子层的生长温度小于所述第二子层的生长温度，且所述第二子层的生长温度小于所述第三子层的生长温度。进一步地，所述第一子层的生长速率大于所述第二子层的生长速率，且所述第二子层的生长速率等于所述第三子层的生长速率。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将电子阻挡层分成三个掺杂不同的相同结构的超晶格子层，形成三段阻挡层，尽可能的减少电子泄露到P层导致非辐射复合的发生。且该三个子层的每一子层的超晶格的周期数是按照1逐渐减少，则每一层的势垒是逐渐降低的，第一子层的势垒较高就阻挡了很大一部分的电子，第二子层和第三子层进一步的阻挡电子，则电子阻挡层阻挡电子的效果更好，且空穴的浓度和移动速率相较于电子是非常少和非常慢的，空穴又是向有源层方向移动的，所以当第三子层的势垒较低时，空穴容易通过，当到达势垒较高的第二子层和第一子层时，但由于此时空穴浓度较大且数量较多，因此空穴也可以顺利通过第二子层和第一子层，则电子阻挡层不会阻挡较多的空穴，从而增加辐射复合发光的电子和空穴的数量，进而提高发光二极管晶体的发光效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种发光二极管，图1是本专利技术实施例提供的一种发光二极管的结构示意图，如图1所示，该发光二极管包括衬底1、以及依次层叠在衬底1上的低温缓冲层2、高温缓冲层3、N型层4、有源层5、电子阻挡层6、P型层7和活化接触P型层8。其中，电子阻挡层6由三个子层组成，三个子层包括依次生长的第一子层61、第二子层62和第三子层63，第一子层61由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第二子层62由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第三子层63由n-1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，第一子层61、第二子层62和第三子层63中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。若n小于3，第三子层63就无法形成超晶格模式。若n大于6，则会增加生产成本，同时会造成电子阻挡层6过厚，阻挡较多的空穴。3≤n≤6，既不会增加较多的生产成本又不会阻挡较多的空穴。且每一子层的超晶格的周期数是按照1逐渐减少的，可以更好的达到阻挡电子的作用，同时又不会较多的阻挡空穴。通过将电子阻挡层分成三个掺杂不同的相同结构的超晶格子层，形成三段阻挡层，尽可能的减少电子泄露到P层导致非辐射复合的发生。且该三个子层的每一子层的超晶格的周期数是按照1逐渐减少，则每一层的势垒是逐渐降低的，第一子层的势垒较高就阻挡了很大一部分的电子，第二子层和第三子层进一步的阻挡电子，则电子阻挡层阻挡电子的效果更好，且空穴的浓度和移动速率相较于电子是非常少和非常慢的，空穴又是向有源层方向移动的，所以当第三子层的势垒较低时，空穴容易通过，当到达势垒较高的第二子层和第一子层时，但由于此时空穴浓度较大且数量较多，因此空穴也可以顺利通过第二子层和第一子层，则电子阻挡层不会阻挡较多的空穴，从而增加辐射复合发光的电子和空穴的数量，进而提高发光二极管晶体的发光效率。在本实施例中，三个子层中的Al的浓度大小之间的关系优选如下：第一子层61中的Al的浓度大于第二子层62中的Al的浓度，且第二子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，所述发光二极管包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化接触P型层，其特征在于，所述电子阻挡层由三个子层组成，所述三个子层包括依次生长的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第二子层由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第三子层由n‑1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第一子层中的InGaN层、第二子层中的InGaN层和第三子层中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，所述发光二极管包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化接触P型层，其特征在于，所述电子阻挡层由三个子层组成，所述三个子层包括依次生长的第一子层、第二子层和第三子层，所述第一子层由n+1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第二子层由n个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第三子层由n-1个周期的AlGaN/InGaN超晶格组成，所述第一子层中的InGaN层、第二子层中的InGaN层和第三子层中的InGaN层中均掺杂有Mg，3≤n≤6。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层中的Al的浓度大于所述第二子层中的Al的浓度，且所述第二子层中的Al的浓度大于所述第三子层中的Al的浓度。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度，且所述第二子层中的InGaN层中的Mg的掺杂浓度小于所述第三子层中的Mg的掺杂浓度。4.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层中的ln的浓度小于所述第二子层中的ln的浓度，且所述第二子层中的ln的浓度小于所述第三子层中的ln的浓度。5.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：提供一衬底；在衬底上依次生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚振，从颖，胡加辉，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32