这里公开了一种具有高位错密度的中间层的发光二极管及其制造方法。所述发光二极管包括：基底；缓冲层，设置在基底上；基于氮化镓的n型接触层，设置在缓冲层上；基于氮化镓的p型接触层，设置在n型接触层上；活性层，插入在n型接触层和p型接触层之间；基于氮化镓的第一下半导体层，插入在缓冲层和n型接触层之间；基于氮化镓的第一中间层，插入在第一下半导体层和n型接触层之间，其中，第一中间层的位错密度低于缓冲层的位错密度，并且高于第一下半导体层的位错密度。通过这种构造，可以通过具有相对高位错密度的第一中间层来防止在第一下半导体层内形成的位错转移到n型接触层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光二极管及其制造方法，更具体地讲，本专利技术涉及一种。
技术介绍
通常，诸如氮化镓(GaN)的基于氮化镓的化合物半导体、氮化铝(AlN)、氮化铟镓 (InGaN)等具有优良的热稳定性的直接跃迁型能带结构，这些材料最近作为用于蓝色和紫外发光二极管的材料而备受关注。具体地讲，氮化铟镓化合物半导体由于窄带隙而引起强烈关注。利用基于氮化镓的化合物半导体的发光二极管已经用在各种应用中，例如，用在大型彩色平板装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统、光通信等中。III族元素的氮化物半导体层通过金属有机化学气相沉积方法(MOCVD)等工艺生长在蓝宝石或具有六边形结构的碳化硅(SiC)等的异质基底上。然而，当III族元素的氮化物半导体层形成在异质基底上时，由于半导体层和基底之间的晶格常数和热膨胀系数的差异导致在半导体层内发生裂纹或位错。在半导体层(具体地，活性层或者与活性层相邻的层)内发生的裂纹或位错使发光二极管的特性恶化。因此，为了减轻由基底和半导体层之间的晶格常数和热膨胀系数的差异而导致的应力，通常采用缓冲层。图1是用于描述根据现有技术的制造基于氮化镓的发光二极管的方法的剖视图。参照图1，在基底11上形成缓冲层13。缓冲层13通常采用MOCVD工艺等在400°C 至600°C的温度下由AlxGai_xN(0彡χ彡1)制成。然后，在缓冲层13上形成下半导体层15。 下半导体层15通常在900°C至1200°C的温度下由GaN层形成。在下半导体层15上形成η 型GaN接触层17、活性层19和ρ型GaN接触层21。根据现有技术，缓冲层13和下半导体层15可以形成在η型接触层17和基底11 之间，以减少由基底11和η型接触层17之间的晶格常数和热膨胀系数的差异导致的裂纹或位错等的发生。然而，尽管使用缓冲层13和下半导体层15，但是活性层19内的晶体缺陷密度仍然高。具体地讲，缓冲层13中产生的位错通过下半导体层15和η型接触层17转移到活性层 19，从而降低发光二极管的发光效率。另外，位错转移到ρ型接触层，从而使发光二极管的静电放电特性恶化。此时，为了防止下半导体层产生的位错转移到上半导体层，可以采用具有超晶格结构的中间层。通过交替地生长不同组成的超薄层来形成具有超晶格结构的中间层，从而截断位错，并提高形成在中间层上的半导体层的结晶度。然而，为了形成具有超晶格结构的中间层，生长室的温度、压力和源气流需要交替地控制在每个层在超晶格结构内适宜地生长的条件下。因此，需要额外的工艺时间来生长具有超晶格结构的中间层，这额外地增加了制造发光二极管所需的工艺时间以及工艺成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够防止位错转移的发光二极管及其制造方法。另外，本专利技术的另一目的是提供一种具有改进的静电放电特性的发光二极管及其制造方法。此外，本专利技术的另一目的是提供一种采用相对简单的工艺从而能够防止制造发光二极管的工艺所需要的时间过度增加的发光二极管及其制造方法。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种具有高位错密度的中间层的发光二极管。所述发光二极管包括基底；缓冲层，设置在基底上；基于氮化镓的η型接触层，设置在缓冲层上；基于氮化镓的P型接触层，设置在η型接触层上；活性层，插入在η型接触层和P 型接触层之间；基于氮化镓的第一下半导体层，插入在缓冲层和η型接触层之间；基于氮化镓的第一中间层，插入在第一下半导体层和η型接触层之间，其中，第一中间层的位错密度高于缓冲层的位错密度，并且高于第一下半导体层的位错密度。通过这种构造，可以通过具有相对高位错密度的第一中间层来防止在第一下半导体层内形成的位错转移到η型接触层。另外，第一中间层可以具有与第一下半导体层的组成相同的组成，并且可以具有与η型接触层的组成相同的组成。此外，第二中间层可以插入在第一中间层和η型接触层之间。第二中间层的位错密度可以高于第一下半导体层的位错密度，并且可以与第一中间层的位错密度不同。即，可以在第一下半导体层和η型接触层之间插入位错密度高于第一下半导体层的位错密度的多个中间层。此时，第二中间层可以具有与第一中间层的组成相同的组成。在本专利技术的一些示例性实施例中，可以在第一中间层和η型接触层之间插入基于氮化镓的第二下半导体层。第二下半导体层可以具有比第一中间层的位错密度低的位错密度。第二下半导体层不受具体限制，而是可以在与第一下半导体层的工艺条件相同的工艺条件下生长。此外，基于氮化镓的第二中间层可以插入在第一中间层和第二下半导体层之间。 第二中间层的位错密度可以高于第二下半导体层的位错密度，并且可以与第一中间层的位错密度不同。在本专利技术的一些示例性实施例中，第一中间层可以与第二中间层相邻。在本专利技术的其它示例性实施例中，可以在第一中间层和第二中间层之间插入位错密度比第一中间层和第二中间层的位错密度低的第三下半导体层。此时，发光二极管还可以包括插入在活性层和ρ型接触层之间的基于氮化镓的P 型覆盖层、插入在覆盖层和P型接触层之间的基于氮化镓的第一上半导体层以及插入在第一上半导体层和P型接触层之间的基于氮化镓的第一 P型中间层。第一 P型中间层可以具有比第一上半导体层的位错密度高的位错密度。因此，可以通过具有相对高位错密度的第一 ρ型中间层来防止在覆盖层中产生的位错转移到P型接触层。第一 ρ型中间层可以具有与第一上半导体层的组成相同的组成。此外，基于氮化镓的第二 ρ型中间层可以插入在第一 P型中间层和P型接触层之间。第二 P型中间层的位错密度可以高于第一上半导体层的位错密度，并且可以与第一 P 型中间层的位错密度不同。此外，第二 ρ型中间层可以具有与第一 ρ型中间层的组成相同的组成。在一些示例性实施例中，基于氮化镓的第二上半导体层可以插入在第一 ρ型中间层和P型接触层之间。第二上半导体层的位错密度可以低于第一 P型中间层的位错密度。另外，基于氮化镓的第二 ρ型中间层可以插入在第一 ρ型中间层和第二上半导体层之间。第二 P型中间层的位错密度可以高于第二上半导体层的位错密度，并且可以与第一 P型中间层的位错密度不同。在本专利技术的一些示例性实施例中，第一ρ型中间层可以与第二ρ型中间层相邻。在本专利技术的其它示例性实施例中，第三下半导体层可以插入在第一 P型中间层和第二 P型中间层之间，其中，第三上半导体层的位错密度低于第一 P型中间层和第二 P型中间层的位错也/又。根据本专利技术的其它示例性实施例，提供了一种制造发光二极管的方法。制造具有基于氮化镓的η型接触层、活性层和ρ型接触层的发光二极管的方法包括以下步骤在第一温度下在基底上形成缓冲层；在第二温度下在缓冲层上生长基于氮化镓的第一下半导体层；在高于第一温度并且低于第二温度的温度下在第一下半导体层上生长基于氮化镓的第一中间层；在第一中间层上生长η型接触层。基于氮化镓的半导体层的结晶度可以主要取决于该半导体层的生长温度和源气体的流速(V/III)。因此，可以通过控制基于氮化镓的半导体层的生长温度和气流比(V/III)，在多个半导体层之间插入位错密度相对高的中间层。可以通过具有相对高位错密度的中间层来防止在下半导体层中产生的位错转移到上半导体层。此外，第一中间层可以具有与第一下半导体层的组成相同的组成，并且可以具有与η型接触层的组成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳泓在，芮景熙，
申请(专利权)人：首尔OPTO仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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