氮化镓系发光二极管结构制造技术

本发明专利技术揭示了利用晶格常数匹配技术制作的氮化镓系发光二极管结构。当采用氮化铝铟（Ａｌ↓［ｘ］Ｉｎ↓［１－ｘ］Ｎ）为被覆层材料时，可达成其晶格常数与氮化镓（ＧａＮ）材料相匹配的目的，避免因磊晶成长时，产生的应力过大进而造成磊晶不良的特性。并且，ｐ型被覆层使用氮化铝铟（Ａｌ↓［ｘ］Ｉｎ↓［１－ｘ］Ｎ）材料，因其能隙较氮化镓（ＧａＮ）材料大，可防止电子溢流，从而增加电子电动对在发光层结合的机率，并且可有效对光子作局限，最后，因为氮化铝铟（Ａｌ↓［ｘ］Ｉｎ↓［１－ｘ］Ｎ）被覆层的成长温度低，故可保护氮化铟镓（ＩｎＧａＮ）活性发光层，最终能提高发光效率。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氮化镓系发光二极管结构，特别是由p型被覆层的氮化铝铟(AlxIn1-xN)材料达成晶格常数与氮化镓(GaN)材料相匹配目的，以避免磊晶不良的特性。
技术介绍
现有技术中的氮化铟镓(InGaN)/氮化镓(GaN)多重量子井发光二极管(MQW LEDs)结构，是以p型氮化铝镓(AlGaN)为被覆层(cladding layer)，包覆并保护氮化铟镓(InGaN)活性发光层。然而，实际操作上的观察发现，其存在许多缺点，现列举最严重的两种如下首先，由于其晶格常数与氮化铟镓/氮化镓多重量子井结构差距甚大，非常容易因为压电场效应(piezo-electrical field effect)造成机械应力过大，进而影响磊晶本身的发光特性，甚至破坏磊晶本身。其次，被覆层氮化铝镓(AlGaN)须在1000℃以上成长才可得到较佳的磊晶特性，而活性发光层氮化铟镓(InGaN)/氮化镓(GaN)多重量子井成长温度约摄氏700度到850度，因此，当活性发光层稍后温度升高到1000℃以上时，会使其本身低温成长的多重量子井结构易遭破坏，从而影响该发光二极管(MQWLEDs)结构的发光效率。专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓系发光二极管结构，其包含：基板，其材质是氧化铝单晶；缓冲层，其材质是氮化铝镓铟（Ａｌ↓［１－ｘ－ｙ］Ｇａ↓［ｘ］Ｉｎ↓［ｙ］Ｎ），其中０≤Ｘ＜１，０≤Ｙ＜１且位于该基板上；ｎ型氮化镓层位于该缓冲层上；　 　活性发光层，其材质是氮化铟镓，位于该ｎ型氮化镓层上；ｐ型被覆层，其材质是镁掺杂氮化铝铟（Ａｌ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］Ｎ），其中０≤Ｘ＜１且位于该活性发光层上；及接触层，其材质是镁掺杂ｐ型氮化镓，位于该ｐ型被覆层上。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓系发光二极管结构，其包含基板，其材质是氧化铝单晶；缓冲层，其材质是氮化铝镓铟(Al1-x-yGaxInyN)，其中0≤X＜1，0≤Y＜1且位于该基板上；n型氮化镓层位于该缓冲层上；活性发光层，其材质是氮化铟镓，位于该n型氮化镓层上；p型被覆层，其材质是镁掺杂氮化铝铟(Al1-xInxN)，其中0≤X＜1且位于该活性发光层上；及接触层，其材质是镁掺杂p型氮化镓，位于该p型被覆层上。2.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该p型被覆层的厚度介于50埃到3000埃。3.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该p型被覆层的成长温度介于摄氏600度到1200度。4.如权利要求1所述的发光二极管结构，进一步地包含一电极层，其位于该接触层或该n型氮化镓层上。5.一种氮化镓系发光二极管结构，其包含基板，其材质是氧化铝单晶；缓冲层，其材质是氮化铝镓铟(Al1-x-yGaxInyN)，其中0≤X＜1，0≤Y＜1，且位于该基板上；n型氮化镓层位于该缓冲层上；活性发光层，其材质是氮化铟镓，位于该n型氮化镓层上；p型被覆层位于该活性发光层上，该p型被覆层的材质是镁和镓共同掺杂氮化铝铟(Al1-xInxN)，其中0≤X＜1；及接触层，其材质是镁掺杂p型氮化镓，位于该p型被覆层上。6.如权利要求5所述的发光二极管结构，其中该p型被覆层厚度介于50埃到3000埃。7.如权利要求5所述的发光二极管结构，其中该p型被覆层成长温度介于摄氏600度到1200度。8.如权利要求5所述的发光二极管结构，进一步地包含一电极层，其位于该接触层或该n型氮化镓层上。9.一种氮化镓系发光二极管结构，其包含基板，其材质是氧化铝单晶；缓冲层，其材质是氮化铝镓铟(Al1-x-yGaxInyN)，其中0≤X＜1，0≤Y＜1，且位于该基板上；n型氮化镓层位于该缓冲层上；活性发光层，其材质是氮化铟镓，位于该n型氮化镓层上；双重被覆层，位于该活性发光层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：武良文，涂如钦，游正璋，温子稷，简奉任，
申请(专利权)人：璨圆光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]