[发明专利]一种发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种发光二极管及其制备方法，包含：第一外延导电层，生长在衬底上，具有第一导电类型；外延过渡层，生长在第一外延导电层上，具有第一导电类型；多量子阱结构层，生长在外延过渡层上；第二外延导电层，生长在多量子阱结构层上，具有第二导电类型；其中，外延过渡层在生长过程中，通过控制其具有高于第一外延导电层及多量子阱结构层的碳含量，调整该层为微缺陷晶体结构，缓冲第一外延导电层与多量子阱结构层之间的应力。本发明通过在第一外延导电层与多量子阱结构层之间生长外延过渡层来缓冲两者间的应力，并通过控制该外延过渡层中的碳杂质含量来调节第一外延导电层获得好的外延晶体质量，有效提升发光二极管的光电性能及可靠性。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制备方法，具体是指一种III族氮化物的发光二极管及其制备方法，属于半导体制造的技术领域。

背景技术

相比传统光源，发光二极管正逐步成为一种重要的照明方式。而III族氮化物发光二极管则同时兼具高效、节能、环保、寿命长等多项优点，在固态照明领域中具有重要的应用。

由于InGaN（铟氮化稼）和GaN（氮化稼）材料之间的晶格失配，当在N型氮化镓外延层上直接堆叠多量子阱层时，会产生很多的晶体缺陷，这些缺陷将会延伸至量子阱有源区，从而影响内量子效率。

因此，需要在N型氮化镓外延层与多量子阱层的有源区之间设置一层过渡层来调节GaN与InGaN材料之间的应力，从而起到缓冲作用。基于上述，目前亟需提出一种新的III族氮化物发光二极管及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光二极管及其制备方法，通过在第一外延导电层与多量子阱结构层之间生长一层外延过渡层来缓冲两者之间的应力，并通过控制该外延过渡层中的碳杂质含量来调节第一外延导电层获得较好的外延晶体质量，有效提升发光二极管产品的光电性能及其可靠性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种发光二极管，包含：第一外延导电层，生长在衬底上，具有第一导电类型；外延过渡层，生长在第一外延导电层上，具有第一导电类型；多量子阱结构层，生长在外延过渡层上；第二外延导电层，生长在多量子阱结构层上，具有第二导电类型；其中，所述的外延过渡层在生长过程中，通过控制其具有高于第一外延导电层以及多量子阱结构层的碳含量，调整该外延过渡层为微缺陷晶体结构，缓冲第一外延导电层与多量子阱结构层之间的应力。

所述的衬底由适合GaN及其半导体外延材料生长的材料生成，包括蓝宝石，或GaN，或硅，或碳化硅等单晶结构材料；所述的第一外延导电层包括自下至上层叠生长的未掺杂GaN层和具有第一导电类型的GaN层；其中，具有第一导电类型的GaN层中的硅掺杂浓度为1E18cm^-3～3E19cm^-3。

在所述的衬底和第一外延导电层之间还生长有一缓冲层，该缓冲层由GaN，或AlN，或InAlGaN，或AlGaN材料生成。

所述的外延过渡层的生长厚度为10nm～1000nm；其由二元III族氮化物，或三元III族氮化物，或四元III族氮化物材料生成；且由一层III族氮化物，或多层层叠生长的III族氮化物，或多层周期交替层叠生长的III族氮化物组成；该外延过渡层中的硅掺杂浓度为1E17cm^-3～5E19cm^-3，并低于具有第一导电类型的GaN层中的硅掺杂浓度。

所述的多量子阱结构层由多组周期交替层叠生长的InGaN势阱层和GaN势垒层组成。