[发明专利]一种氮化物发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化物发光二极管，包括：

一衬底；

一低温缓冲层，位于衬底之上；

一非掺氮化物层，该非掺氮化物层位于低温缓冲层之上；

一n型氮化物层，该n型氮化物层位于非掺氮化物层之上，该n型氮化物层上制作有n型电极；

一多量子阱区，该多量子阱区位于n型氮化物层之上；

一高空穴浓度电子阻挡层，该高空穴浓度电子阻挡层位于多量子阱区之上；

一p型氮化物层，该p型氮化物层位于高空穴浓度电子阻挡层之上；

一p型接触层，该p型接触层位于p型氮化物层之上，该p型接触层上形成有p型电极；

其特征在于：所述高空穴浓度电子阻挡层包含第一掺杂层及第二掺杂层，在第一掺杂层中采用交替通入In源及Mg掺杂源的方式，使得第一掺杂层、第二掺杂层具有较高的掺杂浓度，所述交替通入In源及Mg掺杂源的方式具体为先通入Mg掺杂源，持续时间为t₁，接着关闭Mg掺杂源，通入In源。

2.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于：所述高空穴浓度电子阻挡层为In_xAl_yGa_1-x-yN的体材料，或是包含In_xAl_yGa_1-x-yN薄层的超晶格结构，其中0≤x≤1，0≤y≤1。

3.根据权利要求2所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于：所述In_xAl_yGa_1-x-yN体材料或者超晶格结构的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3以上，为常规电子阻挡层高1.5倍以上。

4.一种氮化物发光二极管的制备方法，包括工艺步骤：

提供一衬底；

在所述衬底上生长低温缓冲层；

在所述低温缓冲层上生长非掺氮化物层；

在所述非掺氮化物层上生长n型氮化物层；

在所述n型氮化物层上生长多量子阱区；

在所述多量子阱区上生长高空穴浓度电子阻挡层；

在所述高空穴浓度电子阻挡层上生长p型氮化物层；

在所述p型氮化物层上生长p型接触层；

在所述p型接触层上形成p型电极；

其特征在于：所述高空穴浓度电子阻挡层是先生长第一掺杂层，并在第一掺杂层中采用交替通入In源及Mg掺杂源，在生长前端保持较高的Mg原子浓度，使得在生长第二掺杂层时增加Mg原子的并入效率，所述交替通入In源及Mg掺杂源的方式具体为先通入Mg掺杂源，持续时间为t₁，接着关闭Mg掺杂源，通入In源。

5.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：第一掺杂层、第二掺杂层的生长温度为750~1050℃。

6.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：第一掺杂层生长完后，生长前端存在n个镁原子层，其中n的范围为1≤n≤100。

7.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：第一掺杂层采用交替通入Mg源和In源用于提高第二掺杂层的并入效率和掺杂浓度。

8.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：在第一掺杂层生长过程中，维持NH₃持续通入反应室，并进行以下步骤：

通入Mg源，持续时间为t₁；

关掉Mg源，通入In源，持续时间为t₂；

关掉In源，持续时间为t₃。

9.根据权利要求8所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：所述时间t₁、t₂及t₃的范围为1~3600秒。

10.根据权利要求8所述的一种氮化物发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述t₃时间段内，生长前端能够产生大量的氮原子悬挂键。