【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种led及其制备方法。
技术介绍
1、在发光二极管（led）中，p型层与金属电极接触会引起较高的接触电阻和较低的光透过率，造成led的工作电压增大，较高的工作电压会在led的使用过程中产生热量，从而造成能量损失，也会影响led的可靠性。目前解决这一问题的方法是在p型层上增加透明导电层。目前的透明导电层主要是in2o3：sn层，较高的sn掺杂浓度虽然能够优化p型层与金属电极的欧姆接触，但也会使得带隙变窄，透光率下降，影响光提取效率。相应的，较低的sn掺杂浓度虽然能够具有较高的透光率，但接触电阻大，使得led的工作电压高。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种led及其制备方法，其可提升发光效率。
2、为了解决上述问题，本专利技术公开了一种led，其包括衬底，依次层叠于衬底上的外延层、透明导电层和电极层；
3、其中，所述透明导电层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的sc2o3层和sc、sn共掺in2o3层。
4、作为上述技术方案的改进，所述透明导电层的周期数为5~20，所述sc2o3层的厚度为1nm~3nm；
5、所述sc、sn共掺in2o3层的厚度为10nm~20nm，其sc掺杂浓度为1%~10%，sn掺杂浓度为5%~20%。
6、作为上述技术方案的改进，所述sc2o3层的厚度为1nm~2nm；
7、所述sc、sn共掺in2o3层的厚度为12n
8、作为上述技术方案的改进，所述透明导电层生长结束后在o2气氛中退火，退火温度为500℃~700℃，退火时间为15min~30min。
9、作为上述技术方案的改进，所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层、p型gan层和p型接触层；
10、所述n型gan层的厚度为1μm~3μm，掺杂浓度为5×1017cm-3~5×1019cm-3；
11、所述透明导电层的厚度为50nm~400nm。
12、作为上述技术方案的改进，所述透明导电层的厚度为200nm~400nm；
13、所述n型gan层的厚度为1.5μm~3μm，其掺杂浓度为4×1018cm-3~5×1019cm-3。
14、作为上述技术方案的改进，所述led不包括电流阻挡层。
15、作为上述技术方案的改进，所述透明导电层生长结束后在o2气氛中退火，退火温度为500℃~600℃，退火时间为20min~30min；
16、所述多量子阱层包括ingan量子阱层和gan量子垒层，所述ingan量子阱层中in组分占比为0.1~0.3。
17、相应的，本专利技术还公开了一种led的制备方法，用于制备上述的led，其包括：
18、提供衬底，在所述衬底上生长外延层、透明导电层和电极层；
19、其中，所述透明导电层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的sc2o3层和sc、sn共掺in2o3层。
20、作为上述技术方案的改进，所述sc2o3层的生长温度为700℃~750℃，生长压力为10torr~50torr；
21、所述sc、sn共掺in2o3层的生长温度650℃~700℃，生长压力为10torr~50torr。
22、实施本专利技术，具有如下有益效果：
23、1. 本专利技术的led中，透明导电层为周期性结构，每个周期均包括依次层叠的sc2o3层和sc、sn共掺in2o3层。其中，sc、sn共掺in2o3层中掺入的sc元素具有较低的标准电极电势和较弱的电负性，同时sc-o（680kj/mol）的结合能强于in-o（348kj/mol），所以，sc掺入后能够有效的抑制材料内的氧空位，从而不会产生更多的缺陷态（氧空位），避免氧空位造成过大的led的功率损耗；此外，sc2o3和in2o3都是方铁锰矿结构，sc3+与in3+的离子半径相似（分别为0.73å和0.81å），这样掺入sc后不会造成晶格失配；而且，sc2o3的禁带宽度比较大（sc2o3禁带宽度为5.6ev，而ito中的sno2禁带宽度为3.6ev），掺入后可有效提升该层的光透过率以及薄膜的稳定性。sc、sn共掺in2o3层中的sn掺杂则可形成较多的载流子，降低电极层与外延层的接触电阻，降低led芯片的工作电压。进一步的，通过采用依次层叠的sc2o3层和sc、sn共掺in2o3层形成周期性结构，可进一步提升整体层的晶格质量以及平整度，进一步优化了透光率。提升了led芯片的发光效率。
24、2. 本专利技术的led中，在透明导电层生长结束后对其在含氧气氛下进行退火，其可进一步优化透明导电层的晶体质量，提升透光率，尤其是对蓝光和黄光的透光率，从而提升发光效率。
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1.一种LED，其特征在于，包括衬底，依次层叠于衬底上的外延层、透明导电层和电极层；
2.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透明导电层的周期数为5~20，所述Sc2O3层的厚度为1nm~3nm；
3.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述Sc2O3层的厚度为1nm~2nm；
4.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透明导电层生长结束后在O2气氛中退火，退火温度为500℃~700℃，退火时间为15min~30min。
5.如权利要求1~3任一项所述的LED，其特征在于，所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层；
6.如权利要求5所述的LED，其特征在于，所述透明导电层的厚度为200nm~400nm；
7.如权利要求6所述的LED，其特征在于，所述LED不包括电流阻挡层。
8.如权利要求5所述的LED，其特征在于，所述透明导电层生长结束后在O2气氛中退火，退火温度为500℃~600℃，退火时间为20mi
9.一种LED的制备方法，用于制备如权利要求1~8任一项所述的LED，其特征在于，包括：
10.如权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，所述Sc2O3层的生长温度为700℃~750℃，生长压力为10torr~50torr；
...【技术特征摘要】
1.一种led，其特征在于，包括衬底，依次层叠于衬底上的外延层、透明导电层和电极层；
2.如权利要求1所述的led，其特征在于，所述透明导电层的周期数为5~20，所述sc2o3层的厚度为1nm~3nm；
3.如权利要求1所述的led，其特征在于，所述sc2o3层的厚度为1nm~2nm；
4.如权利要求1所述的led，其特征在于，所述透明导电层生长结束后在o2气氛中退火，退火温度为500℃~700℃，退火时间为15min~30min。
5.如权利要求1~3任一项所述的led，其特征在于，所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂gan层、n型gan层、多量子阱层、电子阻挡层...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春杨，胡加辉，金从龙，顾伟，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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