提升外量子效率的发光二极管及其制备方法技术

本公开提供了一种提升外量子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。该发光二极管包括衬底和位于所述衬底上的外延层，所述外延层包括p型层，所述p型层包括多个第一氮化物半导体层和多个第二氮化物半导体层，多个所述第一氮化物半导体层和多个所述第二氮化物半导体层交替层叠，所述第一氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度大于所述第二氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度。本公开实施例能改善p型层吸收光线的问题，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】
提升外量子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
，特别涉及一种提升外量子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。
[0003]相关技术中，发光二极管通常包括依次层叠的衬底、n型层、发光层和p型层。其中，n型层提供电子，p型层提供空穴，电子和空穴会在发光层复合，从而发光。由于p型层会吸收光线，通常会采用降低p型层厚度的方式来减少p型层的吸光。
[0004]然而，生长出的较薄的p型层，其晶体质量通常较差，因此会导致发光二极管的发光效率降低。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种提升外量子效率的发光二极管及其制备方法，能改善p型层吸收光线的问题，提升发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
[0006]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衬底和位于所述衬底上的外延层，所述外延层包括p型层，所述p型层包括多个第一氮化物半导体层和多个第二氮化物半导体层，多个所述第一氮化物半导体层和多个所述第二氮化物半导体层交替层叠，所述第一氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度大于所述第二氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度。
[0007]可选地，所述p型层远离所述衬底的表面的粗糙度为5至7。/>[0008]可选地，所述第一氮化物半导体层的厚度与所述第二氮化物半导体层的厚度比值为1.5至5。
[0009]可选地，所述外延层还包括Al膜，所述Al膜位于所述p型层远离衬底的表面。
[0010]可选地，所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层均为GaN层。
[0011]另一方面，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；在所述衬底上生长外延层，所述外延层包括p型层，所述p型层包括多个第一氮化物半导体层和多个第二氮化物半导体层，多个所述第一氮化物半导体层和多个所述第二氮化物半导体层交替层叠，所述第一氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度大于所述第二氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度。
[0012]可选地，所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层均为GaN层；第一个第一氮化物半导体层采用以下方式形成：控制TMGa源的流量为300sccm至500sccm，Mg源的流量为1000sccm至1500sccm，生长时间为2min至5min；第一个第二氮化物半导体层采用以下方式形成：停止通入Mg源，调整TMGa源的流量至500sccm至1000sccm，控制生长时间为
3min至5min。
[0013]可选地，第二个第一氮化物半导体层采用以下方式形成：停止通入TMGa源，开始通入Mg源，控制Mg源的流量为1000sccm至1200sccm，生长时间为2min至4min；第二个第二氮化物半导体层采用以下方式形成：开始通入TMGa源，控制TMGa源的流量为200sccm至300sccm，调整Mg源的流量为800sccm至1000sccm，控制生长时间为4min至8min。
[0014]可选地，所述p型层包括2至5个第一氮化物半导体层和第二氮化物半导体层，所述第一氮化物半导体层和所述第二氮化物半导体层交替层叠，所述第一氮化物半导体层的数量和所述第二氮化物半导体层的数量相同。
[0015]可选地，在生长所述p型层之后，还包括：通入Al源，控制Al源的流量为100sccm至200sccm，生长时间为1min至3min，在所述p型层远离衬底的表面形成Al膜。
[0016]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0017]本公开实施例的发光二极管中在衬底上生长的p型层中包括多个交替层叠的第一氮化物半导体层和第二氮化物半导体层，其中，第一氮化物半导体层远离衬底的表面的粗糙度大于第二氮化物半导体层远离衬底的表面的粗糙度，这样形成粗糙度交替变化的夹心式p型层，能有效增大p型层的粗糙度，让p型层的表面更加粗糙。由于p型层的表面更为粗糙，使得外延层发光的光线进入p型层后会存在一定的反射，这样被p型层吸收的部分光线就会因反射作用再次被反射出去，从而改善p型层吸光的问题，提升发光二极管的发光效率。
附图说明
[0018]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。
[0019]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；
[0020]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。
[0021]图中各标记说明如下：
[0022]10、衬底；
[0023]21、缓冲层；22、非掺杂GaN层；
[0024]30、n型层；
[0025]40、发光层；41、量子阱层；42、量子垒层；
[0026]50、p型层；51、第一氮化物半导体层；52、第二氮化物半导体层。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分
不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
[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，发光二极管包括衬底10和位于衬底10上的外延层，外延层包括p型层50，p型层50包括多个第一氮化物半导体层51和多个第二氮化物半导体层52，多个第一氮化物半导体层51和多个第二氮化物半导体层52交替层叠，第一氮化物半导体层51的粗糙度大于第二氮化物半导体层52的粗糙度。
[0030]本公开实施例的发光二极管中在衬底10上生长的p型层50中包括多个交替层叠的第一氮化物半导体层51和第二氮化物半导体层52，其中，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括衬底(10)和位于所述衬底(10)上的外延层，所述外延层包括p型层(50)，所述p型层(50)包括多个第一氮化物半导体层(51)和多个第二氮化物半导体层(52)，多个所述第一氮化物半导体层(51)和多个所述第二氮化物半导体层(52)交替层叠，所述第一氮化物半导体层(51)远离所述衬底(10)的表面的粗糙度大于所述第二氮化物半导体层(52)远离所述衬底(10)的表面的粗糙度。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述p型层(50)远离所述衬底(10)的表面的粗糙度为5至7。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一氮化物半导体层(51)的厚度与所述第二氮化物半导体层(52)的厚度比值为1.5至5。4.根据权利要求1至3任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层还包括Al膜，所述Al膜位于所述p型层远离衬底的表面。5.根据权利要求1至3任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第一氮化物半导体层(51)与所述第二氮化物半导体层(52)均为GaN层。6.一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；在所述衬底上生长外延层，所述外延层包括p型层，所述p型层包括多个第一氮化物半导体层和多个第二氮化物半导体层，多个所述第一氮化物半导体层和多个所述第二氮化物半导体层交替层叠，所述第一氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度大于所述第二氮化物半导体层远离所述衬底的表面的粗糙度。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚振，从颖，龚逸品，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：