改善光效的发光二极管及其制备方法技术

本公开提供了一种改善光效的发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域

【技术实现步骤摘要】
改善光效的发光二极管及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子制造
，特别涉及一种改善光效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]发光二极管通常包括：衬底
、n
型层
、
有源层和
p
型层，
n
型层
、
有源层和
p
型层依次层叠在衬底上
。
其中，有源层通常包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层
。
[0004]对于黄光与黄绿光发光二极管，为增加光效，量子阱周期数多
。
但由于电子的迁移率大，寿命较短；空穴的寿命长，迁移率小
。
这种情况下电子与空穴会集中在有源层中靠近
p
型层的区域复合，而有源层的其他区域没有被充分利用，使得发光二极管的发光效率较低
。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种改善光效的发光二极管及其制备方法，能改善有源层的利用率，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依次层叠的第一半导体层
、
第一有源层
、
第二有源层和第二半导体层；所述第一有源层和所述第二有源层均包括交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，所述第一有源层的各量子垒层为
p
型掺杂的膜层
。
[0007]在本公开的一种实现方式中，所述第一有源层的量子垒层采用
Mg
掺杂和
/
或
Zn
掺杂
。
[0008]在本公开的另一种实现方式中，所述第一有源层的掺杂浓度为8×
10
16
cm
‑3至
1.5
×
10
17
cm
‑3。
[0009]在本公开的另一种实现方式中，从所述第一半导体层至所述第二半导体层的方向上，所述第一有源层中量子垒层的掺杂浓度逐渐减小
。
[0010]在本公开的另一种实现方式中，所述第一有源层的量子垒层和量子阱层的周期数与所述第二有源层的量子垒层和量子阱层的周期数的比值为
1/9
至
3/2。
[0011]在本公开的另一种实现方式中，所述第一半导体层包括依次层叠的
n
型
GaAs
缓冲层
、n
型
GaInP
腐蚀截止层
、n
型
GaAs
欧姆接触层
、n
型
(Al
x
Ga1‑
x
)
0.5
In
0.5
P
电流扩展层和
n
型
Al
0.5
In
0.5
P
限制层，
0.6≤x≤1。
[0012]在本公开的另一种实现方式中，所述第一有源层和所述第二有源层的量子阱层均为
AlGaInP
层，所述第一有源层和所述第二有源层的量子垒层均为
AlGaInP
层，所述量子阱层的
Al
组分的含量小于所述量子垒层的
Al
组分的含量
。
[0013]在本公开的另一种实现方式中，所述量子阱层为
(Al
m
Ga1‑
m
)
0.5
In
0.5
P
层，
0.15≤m≤
0.35
，所述量子垒层为
(Al
n
Ga1‑
n
)
0.5
In
0.5
P
层，
n
＞
m
，且
n≤1。
[0014]在本公开的另一种实现方式中，所述第二半导体层包括依次层叠的
p
型
Al
0.5
In
0.5
P
层
、p
型
GaP
电流扩展层和
p
型
GaP
欧姆接触层
。
[0015]另一方面，本公开实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，所述制备方法包括：形成第一半导体层；在所述第一半导体层上依次形成第一有源层和第二有源层，所述第一有源层和所述第二有源层均包括交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，所述第一有源层的各量子垒层为
p
型掺杂的膜层；在所述第二有源层上形成第二半导体层
。
[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]本公开实施例提供的发光二极管在第一半导体层和第二半导体层之间设置了两种有源层，靠近第一半导体层的第一有源层中的各个量子垒层为
p
型掺杂的膜层，这样，
p
型掺杂的量子垒层能有源层中靠近第一半导体层的区域提供空穴，使得从第一半导体层迁移而来的部分电子能在第一有源层中与空穴复合并发光
。
从而避免了相关技术中电子和空穴只集中在有源层靠近第二半导体层的区域复合的情况，让有源层的其他区域也能进行电子和空穴的复合，改善有源层的利用率，以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]20、
第一半导体层；
21、n
型
GaAs
缓冲层；
22、n
型
GaInP
腐蚀截止层；
23、n
型
GaAs
欧姆接触层；
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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，所述发光二极管包括依次层叠的第一半导体层
(20)、
第一有源层
(31)、
第二有源层
(32)
和第二半导体层
(40)
；所述第一有源层
(31)
和所述第二有源层
(32)
均包括交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，所述第一有源层
(31)
的各量子垒层为
p
型掺杂的膜层
。2.
根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一有源层
(31)
的量子垒层采用
Mg
掺杂和
/
或
Zn
掺杂
。3.
根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一有源层
(31)
的掺杂浓度为8×
10
16
cm
‑3至
1.5
×
10
17
cm
‑3。4.
根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，从所述第一半导体层
(20)
至所述第二半导体层
(40)
的方向上，所述第一有源层
(31)
中量子垒层的掺杂浓度逐渐减小
。5.
根据权利要求1至4任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第一有源层
(31)
的量子垒层和量子阱层的周期数与所述第二有源层
(32)
的量子垒层和量子阱层的周期数的比值为
1/9
至
3/2。6.
根据权利要求1至4任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层
(20)
包括依次层叠的
n
型
GaAs
缓冲层
(21)、n
型
GaInP
腐蚀截止层
(22)、n
型
GaAs
欧姆接触层
(23)、n
型
(Al
x
Ga1‑
x
)
0.5
In
0.5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋木，王世俊，李彤，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：