具有超晶格层的发光二极管及其制备方法技术

本公开提供了一种发光二极管及其制备方法，属于半导体器件领域。该发光二极管包括：包括：依次层叠的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包括第一超晶格层，第一超晶格层为周期性层叠的Si

【技术实现步骤摘要】
具有超晶格层的发光二极管及其制备方法


[0001]本公开属于半导体器件领域，特别涉及一种具有超晶格层的发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体器件，是一种常见的功能性电子器件，被广泛应用于各个细分领域。
[0003]在相关技术中，发光二极管具有N型层、多量子阱层和P型层，N型层提供的电子和P型层提供的空穴在量子阱处复合发光。
[0004]然而，但由于空穴迁移率低，电子移动速度过快，导致电子空穴的复合几率较低。另外，N型层是通过掺杂大量的Si杂质提供电子，这同时也会导致底层外延长晶质量下降，而且在外加电场的工作电压下，N区会出现明显的电子回流现象，也会影响宏观上载流子在有源区的有效复合，降低了材料的内量子效率，影响了半导体器件本身的出光效率。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种具有超晶格层的发光二极管及其制备方法，能够有效降低电子的迁移速率。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，包括：依次层叠的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括第一超晶格层，所述第一超晶格层为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。
[0007]在本公开的一种实现方式中，所述第一超晶格层的生长周期为10～50，单层所述第一超晶格层的Si
y
N1‑
y
层生长厚度为3～20nm，单层所述第一超晶格层的GaN层的生长厚度为10～50nm。
[0008]在本公开的一种实现方式中，所述第一半导体层还包括第二超晶格层；
[0009]所述第二超晶格层生长在所述第一超晶格层朝向所述第二半导体层的一面，所述第二超晶格层为周期性层叠的GaN/In
z
Ga1‑
z
N层。
[0010]在本公开的一种实现方式中，所述第二超晶格层的生长周期为4～10，单层所述第二超晶格层的GaN层的生长厚度为15～20nm，单层所述第二超晶格层的In
z
Ga1‑
z
N层的生长厚度为2～10nm。
[0011]在本公开的一种实现方式中，所述第一半导体层还包括应力释放层；
[0012]所述应力释放层位于所述第二超晶格层朝向所述第二半导体层的一面，所述应力释放层为掺Si的In
w
Ga1‑
w
N层。
[0013]在本公开的一种实现方式中，所述应力释放层的Si掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
cm
‑3，所述应力释放层的生长厚度为10～50nm。
[0014]在本公开的一种实现方式中，所述第一超晶格层的Si掺杂浓度为A，所述第二超晶格层的Si掺杂浓度为B，所述应力释放层的Si掺杂浓度为C，A＞B＞C。
[0015]在本公开的一种实现方式中，所述第一半导体层还包括缺陷阻挡层；
[0016]所述缺陷阻挡层生长在所述第一超晶格层背向所述第二半导体层的一面，所述缺陷阻挡层为非掺杂的Al
x
Ga1‑
x
N层。
[0017]在本公开的一种实现方式中，所述缺陷阻挡层的生长厚度为20～60nm。
[0018]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，包括：
[0019]依次生长第一半导体层和第二半导体层；
[0020]生长所述第一半导体层包括：
[0021]生长第一超晶格层，所述第一超晶格层为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。
[0022]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0023]本公开实施例提供的发光二极管包括第一半导体层，第一半导体层包括第一超晶格层，第一超晶格层为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。Si
y
N1‑
y
/GaN层形成的极化电场存在一定的导带偏移，该极化电场方向与电子迁移方向相同，能有效的降低电子的迁移速率。如此一来，有效的提高内量子效率，有利于提高发光二极管本身的出光效率。
附图说明
[0024]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。
[0025]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；
[0026]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；
[0027]图3是本公开实施例提供的另一种发光二极管的制备方法的流程图。
[0028]图中各符号表示含义如下：
[0029]10、衬底；
[0030]20、第一半导体层；
[0031]210、第一超晶格层；220、第二超晶格层；230、应力释放层；240、缺陷阻挡层；
[0032]30、第二半导体层；
[0033]310、多量子阱层；320、电子阻挡层；330、P型层；
[0034]40、缓冲层。
具体实施方式
[0035]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。
[0036]本公开实施例提供了一种发光二极管，图1为该发光二极管的结构示意图，参见图1，在本实施例中，该发光二极管包括依次层叠的第一半导体层20和第二半导体层30。第一半导体层20包括第一超晶格层210，第一超晶格层210为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。
[0037]本公开实施例提供的发光二极管包括第一半导体层20，第一半导体层20包括第一超晶格层210，第一超晶格层210为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。Si
y
N1‑
y
/GaN层形成的极化电场存在一定的导带偏移，该极化电场方向与电子迁移方向相同，能有效的降低电子的迁移速率，如此一来，有效的提高内量子效率，有利于提高发光二极管本身的出光效率。
[0038]在一些示例中，发光二极管包括衬底10，第一半导体层20和第二半导体层30依次生长在衬底10的一面。在另一些示例中，发光二极管也能够不具有衬底10，本公开对此不作限制。
[0039]示例性的，第一超晶格层210的生长周期为10～50，单层第一超晶格层210的Si
y
N1‑
y
层生长厚度为3～20nm，单层第一超晶格层210的GaN层的生长厚度为10～50nm。
[0040]在上述实现方式中，将第一超晶格层210的生长厚度设计为上述数值，既能够保证第一超晶格层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括：依次层叠的第一半导体层(20)和第二半导体层(30)，其特征在于，所述第一半导体层(20)包括第一超晶格层(210)，所述第一超晶格层(210)为周期性层叠的Si
y
N1‑
y
/GaN层。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一超晶格层(210)的生长周期为10～50，单层所述第一超晶格层(210)的Si
y
N1‑
y
层生长厚度为3～20nm，单层所述第一超晶格层(210)的GaN层的生长厚度为10～50nm。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层(20)还包括第二超晶格层(220)；所述第二超晶格层(220)生长在所述第一超晶格层(210)朝向所述第二半导体层(30)的一面，所述第二超晶格层(220)为周期性层叠的GaN/In
z
Ga1‑
z
N层。4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述第二超晶格层(220)的生长周期为4～10，单层所述第二超晶格层(220)的GaN层的生长厚度为15～20nm，单层所述第二超晶格层(220)的In
z
Ga1‑
z
N层的生长厚度为2～10nm。5.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层(20)还包括应力释放层(230)；所述应力释放层(230)位于所述第二超晶格层(220)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翠玲，蒋媛媛，从颖，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：