一种发光二极管及制备方法技术

本申请提供一种发光二极管及制备方法，二极管包括应力释放层和量子阱层保护结构；量子阱层保护结构包括依次沉积的至少一个循环结构，每个循环结构包括：在应力释放层上依次沉积的AlGaN垒层、第一AlN保护层、第二AlN保护层、第一AlInN保护层、InGaN阱层、第二AlInN保护层、第三AlN保护层和第四AlN保护层，第一AlInN保护层和第二AlInN保护层中的In组分含量均从远离InGaN阱层至靠近InGaN阱层的方向逐渐增大。通过设置第一AlInN保护层和第二AlInN保护层，保证InGaN阱层中含有较高的In组分含量，以获得高质量高发光率的红黄光InGaN阱层，保证发光二极管的发光效率。保证发光二极管的发光效率。保证发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管及制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种发光二极管及制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitt ing Diode，LED)，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。
[0003]商业应用中，普遍是以磷化铝铟镓AlInGaP为主进行红光LED结构开发，然而随着芯片尺寸的不断减少，AlInGaP基红光LED效率骤降严重。而氮化铟镓InGaN由于其较小的载流子扩散系数，更小的表面复合速率以及极强的载流子局域化，使得InGaN在小尺寸下拥有比AlInGaP更高的发光效率，更低的效率骤降。
[0004]但是InGaN中的铟In组分含量并不稳定，极易析出，随着In组分含量的减少，导致发光二极管的发光效率降低。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种发光二极管及制备方法，以解决发光二极管由于In组分析出导致的发光效率低的问题。
[0006]本申请第一方面提供一种发光二极管，包括应力释放层；
[0007]沉积在所述应力释放层上的量子阱层保护结构；/>[0008]所述量子阱层保护结构包括依次沉积的至少一个循环结构，每个所述循环结构包括：
[0009]在所述应力释放层上依次沉积的AlGaN垒层、第一AlN保护层、第二AlN保护层、第一AlInN保护层和InGaN阱层，其中，所述第一AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大；
[0010]在所述InGaN阱层上依次沉积的第二AlInN保护层、第三AlN保护层和第四AlN保护层，其中，所述第二AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大。
[0011]在一种可实现的方式中，所述循环结构的循环次数大于或等于3。
[0012]在一种可实现的方式中，所述第一AlInN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为1～20A；
[0013]所述第一AlInN保护层中的Al组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐减小。
[0014]在一种可实现的方式中，所述第二AlInN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚
度为1～20A；
[0015]所述第二AlInN保护层中的Al组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐减小。
[0016]在一种可实现的方式中，所述InGaN阱层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为10～50A；
[0017]所述InGaN阱层的In组分含量为10％～50％。
[0018]在一种可实现的方式中，所述第一AlN保护层的沉积温度为800～900℃，沉积厚度为1～20A；
[0019]所述第二AlN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为1～20A。
[0020]在一种可实现的方式中，所述第三AlN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为1～20A；
[0021]所述第四AlN保护层的沉积温度为800～900℃，沉积厚度为1～20A。
[0022]在一种可实现的方式中，所述第二AlN保护层的沉积温度小于所述第一AlN保护层的沉积温度；
[0023]所述第三AlN保护层的沉积温度小于所述第一AlN保护层的沉积温度。
[0024]在一种可实现的方式中，所述AlGaN垒层为Si掺杂AlGaN，掺杂浓度1E17～1E18atoms/cm3，沉积温度为800～900℃，沉积厚度为30～200A。
[0025]本申请第二方面提供一种发光二极管的制备方法，包括：
[0026]沉积应力释放层；
[0027]在所述应力释放层上沉积量子阱层保护结构；
[0028]所述量子阱层保护结构包括依次沉积的至少一个循环结构，每个所述循环结构包括：
[0029]在所述应力释放层上依次沉积AlGaN垒层、第一AlN保护层、第二AlN保护层、第一AlInN保护层和InGaN阱层，其中，所述第一AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大；
[0030]在所述InGaN阱层上依次沉积第二AlInN保护层、第三AlN保护层和第四AlN保护层，其中，所述第二AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大。
[0031]本申请提供一种发光二极管及制备方法，发光二极管包括依次沉积的至少一个循环结构，每个循环结构包括：在应力释放层上依次沉积的AlGaN垒层、第一AlN保护层、第二AlN保护层、第一AlInN保护层和InGaN阱层，第一AlInN保护层中的In组分含量从远离InGaN阱层至靠近InGaN阱层的方向逐渐增大；在InGaN阱层上依次沉积的第二AlInN保护层、第三AlN保护层和第四AlN保护层，第二AlInN保护层中的In组分含量从远离InGaN阱层至靠近InGaN阱层的方向逐渐增大。通过设置第一AlInN保护层和第二AlInN保护层对InGaN阱层进行保护，保证InGaN阱层中含有较高的In组分含量，以获得高质量高发光率的红黄光InGaN阱层，从而保证了发光二极管的发光效率。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简
单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0033]图1为本申请实施例提供的发光二极管的结构示意图；
[0034]图2为本申请实施例提供的发光二极管的制备方法流程示意图。
[0035]附图标记：
[0036]1‑
应力释放层；2
‑
AlGaN垒层；3
‑
第一AlN保护层；4
‑
第二AlN保护层；5
‑
第一AlInN保护层；6
‑
InGaN阱层；7
‑
第二AlInN保护层；8
‑
第三AlN保护层；9
‑
第四AlN保护层；10
‑
衬底；11
‑
缓冲层；12
‑
非故意掺杂层；13
‑
电子提供层；14
‑
电子阻挡层；15
‑
空穴提供层；16
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，包括应力释放层；沉积在所述应力释放层上的量子阱层保护结构；所述量子阱层保护结构包括依次沉积的至少一个循环结构，每个所述循环结构包括：在所述应力释放层上依次沉积的AlGaN垒层、第一AlN保护层、第二AlN保护层、第一AlInN保护层和InGaN阱层，其中，所述第一AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大；在所述InGaN阱层上依次沉积的第二AlInN保护层、第三AlN保护层和第四AlN保护层，其中，所述第二AlInN保护层中的In组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐增大。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述循环结构的循环次数大于或等于3。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AlInN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为1～20A；所述第一AlInN保护层中的Al组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐减小。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二AlInN保护层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为1～20A；所述第二AlInN保护层中的Al组分含量从远离所述InGaN阱层至靠近所述InGaN阱层的方向逐渐减小。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述InGaN阱层的沉积温度为700～800℃，沉积厚度为10～50A；所述InGaN阱层的In组分含量为10～50％。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎国昌，陈浩，江汉，徐志军，程虎，徐洋洋，王文君，苑树伟，
申请(专利权)人：聚灿光电科技宿迁有限公司，
类型：发明
国别省市：