[发明专利]GaN基发光二极管及其制作方法有效

专利信息
申请号: 201410055139.6 申请日: 2014-02-18
公开(公告)号: CN103794690B 公开(公告)日: 2017-08-25
发明(设计)人: 张冀;李鹏 申请(专利权)人: 佛山市国星半导体技术有限公司
主分类号: H01L33/06 分类号: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司11227 代理人: 王宝筠
地址: 528226 广东省佛山市南*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: gan 发光二极管 及其 制作方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体器件制作技术领域,更具体的说是涉及GaN基发光二极管及其制作方法。

背景技术

发光二级管(Light-Emitting Diode,简称LED)具有高亮度、低能耗、长寿命、响应速度快等优点,作为新型高效固体光源,在室内照明、景观照明、显示屏、信号指示等领域都有广泛的应用。随着发光二极管的发展,GaN基发光二极管成为市场的主流产品。

并且,现今市场对于蓝绿光LED需求越来越大,对蓝绿光LED的性能要求也越来越高。目前蓝绿光LED的量子阱有源层一般为InxGa1-xN/InyGa1-yN,其中InxGa1-xN阱层中的In组分x大于InyGa1-yN垒层中In组分y。由于在量子阱有源层生长过程中,出现生长层缺陷,影响LED发光效率,因此,如何提高蓝绿光LED内量子效率成为现在研究的热点。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种GaN基发光二极管及其制作方法,以提高蓝绿光LED的内量子效率,提高LED的发光效率。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种GaN基发光二极管,包括:

衬底;

位于所述衬底表面的缓冲层;

位于所述缓冲层表面的n型GaN层;

位于所述n型GaN层表面的至少一个量子阱,所述量子阱包括阱层和位于所述阱层表面上的垒层,所述阱层为InxGa1-xN阱层,所述垒层为InyGa1-yN垒层,其中,y<x<1,0<x<1,0≤y<1,所述阱层和/或所述垒层的内部具有至少一层GaN隧穿层;

位于所述量子阱表面的电子阻挡层;

位于所述电子阻挡层表面的p型GaN层。

优选地,所述量子阱中的阱层为包括两层子阱层和位于所述两层子阱层之间的一层GaN隧穿层的多层结构。

优选地,所述两层子阱层的厚度均小于3nm,大于0,且两层子阱层的厚度之和的范围为2nm-5nm,包括端点值。

优选地,当0<y<1时,所述量子阱中的垒层为包括多层子垒层和位于相邻两层子垒层之间的GaN隧穿层的多层结构。

优选地,当0<y<1时,所述量子阱中的阱层和所述垒层的内部均具有至少一层GaN隧穿层。

优选地,所述多层子垒层的厚度均小于3nm,大于0,且所述多层子垒层的厚度之和的范围为4nm-20nm,包括端点值。

优选地,所述GaN隧穿层的厚度范围为包括端点值。

优选地,所述量子阱的个数为1-20个。

本发明还提供了一种GaN基发光二极管的制作方法,所述GaN基发光二极管的量子阱的阱层内部具有至少一层GaN隧穿层的多层结构;

所述GaN基发光二极管的制作方法为:

A1、提供具有缓冲层和n型GaN层的半导体衬底;

B1、在所述n型GaN层表面生长形成第一InxGa1-xN子阱层;

C1、停止生长InxGa1-xN子阱层的含铟气体通入,生长形成GaN隧穿层;

D1、通入生长InxGa1-xN子阱层的含铟气体,生长形成第二InxGa1-xN子阱层;

E1、在第二InxGa1-xN子阱层表面生长形成InyGa1-yN垒层,其中,y<x<1,0<x<1,0≤y<1;

F1、在InyGa1-yN垒层表面依次生长形成电子阻挡层和p型GaN层,形成发光二极管。

优选地,所述量子阱的个数为一个或多个。

优选地,所述量子阱为多个时,在步骤E1和步骤F1之间还包括:

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