LED制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
LED外延结构及其制造方法、LED器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种
LED
外延结构及其制造方法
、LED
器件
。

技术介绍

[0002]发光二极管
(
英文：
Light
‑
Emitting Diode
，简称：
LED)
是通过半导体材料中导带电子和价带空穴的辐射复合产生光子，将电能直接转化为光能的电子元器件
。
[0003]因此，如何提高
LED
的发光效率是亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种
LED
外延结构及其制造方法
、LED
器件，旨在解决提高
LED
的发光效率的问题
。
[0005]一种
LED
外延结构，包括：
[0006]N
型限制层；
[0007]有源层，层叠在所述
N
型限制层上；以及
[0008]P
型限制层，包括依次层叠在所述有源层上的非掺杂层和
P
型掺杂层，所述
P
型掺杂层包括交替层叠在所述非掺杂层上的第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度大于所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度
。
[0009]上述
>LED
外延结构，
N
型限制层
、
有源层和
P
型限制层依次层叠，
P
型限制层包括依次层叠的非掺杂层和
P
型掺杂层，
P
型掺杂层包括交替层叠的第一掺杂层和第二掺杂层，第一掺杂层的
P
型掺杂浓度大于第二掺杂层的
P
型掺杂浓度，第一掺杂层的
P
型掺杂浓度较高，可以增加
P
型限制层的势垒，有效阻挡快速移动的电子进入
P
型限制层与空穴发生复合，减少从有源层中溢出的电子数量，提高电子与空穴在有源层中的复合几率，提高
LED
的内量子效率，进而提高
LED
的发光效率
。
而且第一掺杂层的
P
型掺杂浓度较高，还可以增加
P
型限制层中的空穴数量，有利于空穴注入有源层与电子发生复合，进一步提高电子与空穴在有源层中的复合几率，最终提高
LED
的发光效率
。
另外，
P
型掺杂浓度较低的第二掺杂层与第一掺杂层交替层叠，并且
P
型掺杂层与有源层之间设有非掺杂层，可以有效避免
P
型掺杂剂溢出到有源层而影响到电子与空穴在有源层中的复合
。
[0010]可选地，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度为所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度的
1.5
倍～
2.5
倍
。
[0011]第一掺杂层的
P
型掺杂浓度比第二掺杂层的
P
型掺杂浓度高
0.5
倍～
1.5
倍，可以明显提高
P
型掺杂浓度，一方面增加
P
型限制层的势垒，阻挡电子进入
P
型限制层，另一方面增加
P
型限制层中的空穴数量，有利于空穴注入有源层，两个方面综合提高电子与空穴在有源层中的复合几率，从而提高
LED
的内量子效率，进而提高
LED
的发光效率
。
而且
P
型掺杂浓度并没有无限制提高，这样可以避免
P
型掺杂剂溢出到有源层而产生不良影响
。
[0012]可选地，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度为
5.1E+17
～
9E+17
，所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度为
2.5E+17
～
4.5E+17。
[0013]P
型限制层的
P
型掺杂浓度通常为
2.5E+17
～
4.5E+17
，第一掺杂层的
P
型掺杂浓度大于
P
型限制层，可以通过提高
P
型掺杂浓度，一方面增加
P
型限制层的势垒，阻挡电子进入
P
型限制层，另一方面增加
P
型限制层中的空穴数量，有利于空穴注入有源层，两个方面综合提高电子与空穴在有源层中的复合几率，从而提高
LED
的内量子效率，进而提高
LED
的发光效率
。
而且第二掺杂层的
P
型掺杂浓度与
P
型限制层一致，可以在
P
型限制层原本的结构基础上进行改进，这样改进后整体的匹配度较好
。
[0014]可选地，所述第一掺杂层的厚度小于所述第二掺杂层的厚度
。
[0015]第一掺杂层的厚度较小，有利于提高第一掺杂层的
P
型掺杂浓度，从而通过提高
P
型掺杂浓度，最终提高
LED
的发光效率
。
而第二掺杂层的厚度较大，可以有效避免第一掺杂层的
P
型掺杂浓度太高而溢出到有源层
。
[0016]可选地，所述第二掺杂层的厚度为所述第一掺杂层的厚度的
1.5
倍～
2.5
倍
。
[0017]在第一掺杂层的
P
型掺杂浓度比第二掺杂层的
P
型掺杂浓度高
0.5
倍～
1.5
倍的基础上，第二掺杂层的厚度比第一掺杂层的厚度大
0.5
倍～
1.5
倍，两者可以相互配合
。
[0018]可选地，所述
P
型掺杂层的厚度为所述非掺杂层的厚度的3倍～5倍
。
[0019]P
型掺杂层的厚度比非掺杂层的厚度高2倍～4倍，
P
型限制层整体能够提供足够数量的空穴注入有源层，同时非掺杂层可以避免
P
型掺杂剂溢出到有源层
。
[0020]可选地，所述
P
型掺杂层包括多个周期，每一周期包括所述第一掺杂层和层叠在所述第一掺杂层上的所述第二掺杂层
。
[0021]同一个周期的第一掺杂层比第二掺杂层靠近非掺杂层，第一掺杂层位于非掺杂层和第二掺杂层之间，有利于避免...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
LED
外延结构，其特征在于，包括：
N
型限制层；有源层，层叠在所述
N
型限制层上；以及
P
型限制层，包括依次层叠在所述有源层上的非掺杂层和
P
型掺杂层，所述
P
型掺杂层包括交替层叠在所述非掺杂层上的第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度大于所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度
。2.
如权利要求1所述的
LED
外延结构，其特征在于，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度为所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度的
1.5
倍～
2.5
倍
。3.
如权利要求2所述的
LED
外延结构，其特征在于，所述第一掺杂层的
P
型掺杂浓度为
5.1E+17
～
9E+17
，所述第二掺杂层的
P
型掺杂浓度为
2.5E+17
～
4.5E+17。4.
如权利要求1‑3任一项所述的
LED
外延结构，其特征在于，所述第一掺杂层的厚度小于所述第二掺杂层的厚度
。5.
如权利要求4所述的
LED
外延结构，其特征在于，所述第二掺杂层的厚度为所述第一掺杂层的厚度的
1.5
倍～
2.5
倍

【专利技术属性】
技术研发人员：谷鹏军，
申请(专利权)人：重庆康佳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：