[发明专利]一种发光二极管及其制造方法无效

专利信息
申请号: 201110275878.2 申请日: 2011-09-16
公开(公告)号: CN102332515A 公开(公告)日: 2012-01-25
发明(设计)人: 高成 申请(专利权)人: 协鑫光电科技(张家港)有限公司
主分类号: H01L33/06 分类号: H01L33/06;H01L33/00
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 黄灿;姜精斌
地址: 215600 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 发光二极管 及其 制造 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体发光技术领域,具体涉及一种发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)由于具有寿命长、耗能低等优点,应用于各种领域,尤其随着其照明性能指标的日益大幅度提高,LED在照明领域常用作发光装置。其中,以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光率高、电子饱和和漂移速度高、化学性质稳定等特点,引起了人们的广泛关注。

请参照图1,为现有的一种LED结构的剖面示意图,该LED包括:图形化蓝宝石衬底11,该衬底上形成有预定图案;依次位于蓝宝石衬底11上的n型半导体层12、多量子阱(MQW,Multi-Quantum Well)层13和p型半导体层14。其中,n型半导体层12通常由n-GaN构成,p型半导体层14通常由p-GaN构成。为简洁起见,图1中未示出电极,通常图1所示的结构还包括有连接n型半导体层12的第一电极、和连接p型半导体层14的第二电极。第一电极通常与电源负极连接,第二电极通常与电源正极连接。

请参照图2,图2为图1所示的多量子阱层13的剖面示意图。多量子阱层13通常包括多个势垒层131以及被势垒层131隔开的多个有源层132。所述有源层也被称为势阱层或活性层,所述有源层132的导带能量和价带能量之间的能量带隙小于势垒层131的能量带隙,所述有源层132和势垒层131均由III-V半导体化合物构成。

LED在用于发光时,将第一电极连接至电源负极,第二电极连接至电源正极,由于n型半导体层12与p型半导体层14的掺杂类型,n型掺杂的氮化镓通过外部电压驱动使电子漂移,p型掺杂的氮化镓通过外部电压驱动使空穴漂移,在PN结正向偏压下,在PN结区附近或阱里,导带中的高能量的电子落到价带与空穴复合后,多余的能量以光和热的形式释放出来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管及其制造方法,无需在发光二极管中设置电流扩展层即可避免或减轻电流聚集效应。本发明还可以提高发光二极管的内量子效率。

为解决上述技术问题,本发明提供方案如下:

一种发光二极管,包括:

第一半导体层、和位于所述第一半导体层上方的第二半导体层;

夹设在所述第一半导体层和第二半导体层之间的多量子阱层,所述多量子阱层包括至少两个多量子阱结构,相邻的多量子阱结构之间相互连接以使得第一半导体层和第二半导体层相隔离,其中,所述至少两个多量子阱结构的厚度各不相等,且沿第一位置到第二位置的方向,逐渐递减;

所述第一位置是所述第一半导体层上用于沉积N电极的位置,所述第二位置是所述第二半导体层上用于沉积P电极的位置。

优选地,上述的发光二极管中,

所述多量子阱层的上表面为阶梯状的台阶面,以使得所述多量子阱层在沿层高方向形成与第二半导体层相接触的断面。

优选地,上述的发光二极管中,

所述多量子阱层的下表面为阶梯状的台阶面,以使得所述多量子阱层在沿层高方向形成与第一半导体层相接触的断面。

优选地,上述的发光二极管中,各个所述多量子阱结构的横向长度均相同。

优选地,上述的发光二极管中,

从所述第一位置开始的第n个所述多量子阱结构的厚度tn=(rqt1-nrgl)/rq,其中n>1,t1为从所述第一位置开始的第1个所述多量子阱结构的厚度,rg为所述第一半导体层的单位长度电阻,rq为所述多量子阱结构的单位长度电阻,l为所述多量子阱结构的横向长度。

优选地,上述的发光二极管中,

在沿所述第一位置到所述第二位置的方向,所述多量子阱层的上表面为一逐渐下降的阶梯状的台阶面;

或者,在沿所述第一位置到所述第二位置的方向,所述多量子阱层的上表面为一逐渐上升的阶梯状的台阶面;

或者,在沿所述第一位置到所述第二位置的方向,所述多量子阱层的上表面包括呈逐渐下降的阶梯状的台阶面的部分和呈逐渐上升的阶梯状的台阶面的部分。

本发明还提供了一种发光二极管的制造方法,包括:

沉积第一半导体层;

对所述第一半导体层进行刻蚀,使得所述第一半导体层形成一呈阶梯状的台阶面的上表面;

在所述第一半导体层上形成多量子阱层;以及

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