改善发光效率的发光二极管及其制备方法技术

本公开提供了一种改善发光效率的发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该发光二极管的制备方法包括提供一衬底；在所述衬底上生长n型层；在所述n型层上交替生长多个量子阱层和多个量子垒层，形成发光层；在所述发光层上生长p型层；其中，所述量子阱层采用以下方式形成：形成第一InGaN层；向反应腔通入氢气，在所述第一InGaN层上形成第二InGaN层；停止通入氢气，在所述第二InGaN层上形成第三InGaN层。本公开实施例能提高电子空穴复合效率，提升发光二极管的发光效率。提升发光二极管的发光效率。提升发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
改善发光效率的发光二极管及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子制造
，特别涉及一种改善发光效率的发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。
[0003]外延片通常包括：衬底、n型层、发光层和p型层，n型层、发光层和p型层依次层叠在衬底上。n型层中的电子会向发光层迁移，p型层中的空穴会向发光层迁移，空穴和电子在发光层复合后发光。因此，让更多的空穴和电子在发光层复合，对提升发光二极管的发光效率具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种改善发光效率的发光二极管及其制备方法，能提高电子空穴复合效率，提升发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
[0005]一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管的制备方法，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长n型层；在所述n型层上交替生长多个量子阱层和多个量子垒层，形成发光层；在所述发光层上生长p型层；其中，所述量子阱层采用以下方式形成：形成第一InGaN层；向反应腔通入氢气，在所述第一InGaN层上形成第二InGaN层；停止通入氢气，在所述第二InGaN层上形成第三InGaN层。
[0006]可选地，在向反应腔通入氢气时，控制氢气的流量为5sccm至30sccm，且通入时长为5s至20s。
[0007]可选地，所述形成第一InGaN层包括：向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为30s至60s；所述在所述第一InGaN层上形成第二InGaN层还包括：通入氢气的同时向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为5s至20s；所述在所述第二InGaN层上形成第三InGaN层包括：向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为30s至60s。
[0008]可选地，所述量子阱层的生长温度为700℃至850℃，生长压力为100Torr至500Torr，
Ⅴ
/Ⅲ比为2000至20000。
[0009]可选地，所述量子垒层的生长温度为850℃至950℃，生长压力为100Torr至500Torr，
Ⅴ
/Ⅲ比为2000至20000。
[0010]可选地，所述在所述n型层上交替生长多个量子阱层和多个量子垒层之前，还包括：在所述n型层上生长浅阱层，所述浅阱层包括多个InGaN势阱层和多个GaN势垒层，所述多个InGaN势阱层和所述多个GaN势垒层交替层叠。
[0011]另一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括依次层叠
的衬底、n型层、发光层和p型层；所述发光层包括多个量子阱层和多个量子垒层，所述多个量子阱层和所述多个量子垒层交替层叠，每个所述量子阱层均包括依次层叠的第一InGaN层、第二InGaN层和第三InGaN层，所述第二InGaN层中的氢元素的含量大于所述第一InGaN层中氢元素的含量和/或所述第三InGaN层中氢元素的含量。
[0012]可选地，所述第二InGaN层中的氢元素的含量大于5.5
×
10
17
Atom/cm3。
[0013]可选地，所述第二InGaN层中的氢元素的含量不小于1
×
10
18
Atom/cm3。
[0014]可选地，所述发光层包括8至12个所述量子阱层和8至12个所述量子垒层。
[0015]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0016]本公开实施例的发光二极管中，在生长量子阱层时，先形成第一InGaN层；然后向反应腔通入氢气，在第一InGaN层上形成第二InGaN层；接着，停止通入氢气，在第二InGaN层上形成第三InGaN层。在生长第二InGaN层时，通入了氢气。这样能够有效地减少富In区中的丘状物的数量和大小以及分散V型坑的密度，减少载流子非辐射复合，提高发光效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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。
[0018]图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
[0019]图2是本公开实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图；
[0020]图3是本公开实施例提供的一种单个量子阱层的生长参数示意图。
[0021]图中各标记说明如下：
[0022]10、衬底；
[0023]20、n型层；
[0024]30、发光层；31、量子阱层；311、第一InGaN层；312、第二InGaN层；313、第三InGaN层；32、量子垒层；
[0025]40、p型层；41、低温p型GaN层；42、p型AlGaN层；43、高温p型GaN层；44、p型欧姆接触层；
[0026]51、缓冲层；52、非掺杂GaN层；
[0027]60、浅阱层；61、In
x
Ga1‑
x
N势阱层；62、GaN势垒层。
具体实施方式
[0028]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0029]图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图。如图1所示，该发光二极管包括依次层叠的衬底10、n型层、发光层30和p型层40。
[0030]如图1所示，发光层30包括多个量子阱层31和多个量子垒层32，多个量子阱层31和多个量子垒层32交替层叠，每个量子阱层31均包括依次层叠的第一InGaN层311、第二InGaN层312和第三InGaN层313，第二InGaN层312中的氢元素的含量大于第一InGaN层311中氢元
素的含量和/或第三InGaN层313中氢元素的含量。
[0031]本公开实施例的发光二极管包括依次层叠的衬底10、n型层、发光层30和p型层40，发光层30包括交替层叠的量子阱层31和量子垒层32。其中，量子阱层31包括依次层叠的第一InGaN层311、第二InGaN层312和第三InGaN层313。其中，在生长第二InGaN层312时，可以通入氢气，以使得第二InGaN层312中的氢元素的含量大于第一InGaN层311中氢元素的含量和/或第三InGaN层313中氢元素的含量。这样能够有效地减少富In区中的丘状物的数量和大小以及分散V型坑的密度，减少载流子非辐射复合，提高发光效率。
[0032]可选地，衬底10为蓝宝石衬底10、硅衬底10或碳化硅衬底10。衬底10可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长n型层；在所述n型层上交替生长多个量子阱层和多个量子垒层，形成发光层；在所述发光层上生长p型层；其中，所述量子阱层采用以下方式形成：形成第一InGaN层；向反应腔通入氢气，在所述第一InGaN层上形成第二InGaN层；停止通入氢气，在所述第二InGaN层上形成第三InGaN层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在向反应腔通入氢气时，控制氢气的流量为5sccm至30sccm，且通入时长为5s至20s。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述形成第一InGaN层包括：向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为30s至60s；所述在所述第一InGaN层上形成第二InGaN层还包括：通入氢气的同时向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为5s至20s；所述在所述第二InGaN层上形成第三InGaN层包括：向反应腔内通入氨气、乙基镓和三甲基铟，通入时长为30s至60s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子阱层的生长温度为700℃至850℃，生长压力为100Torr至500Torr，
Ⅴ
/Ⅲ比为2000至20000。5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述量子垒层的生长温度为850℃至950℃，生长压力为100Torr至500Torr，
Ⅴ
/Ⅲ比为2000至20000。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云飞，贾胜敏，陆香花，梅劲，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：