[发明专利]一种高可靠性的氮化物发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高可靠性的氮化物发光二极管及其制备方法，包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层、具有v型缺陷的有源层、AlN量子点和p型氮化物层；其中：所述AlN量子点位于所述具有v型缺陷的有源层和所述p型氮化物层之间，所述AlN量子点至少沉积在所述具有v型缺陷的有源层的v型缺陷斜面的端点，且不沉积在所述具有v型缺陷的有源层的非v型缺陷平面。本发明的优点在于：通过在有源层的v型缺陷上沉积AlN量子点，阻挡v型缺陷造成发光二极管的漏电通道，提高氮化物发光二极管器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种高可靠性的氮化物发光二极管及其制备方法。

背景技术

发光二极管（Light emitting diodes，LED）是一种电致发光器件，具有节能、环保、安全、寿命长、功耗低、亮度高、防水、微型、光束集中、维护简便等优点，被广泛应用在交通信号灯、路灯以及大面积显示等领域。特别是氮化物材料的蓝光发光二极管，是现在白光固态照明发展的基础，更是目前研究的热点。

目前，氮化物发光二极管一般是在异质衬底上进行外延生长，因外延层和衬底之间的晶格失配和热膨胀系数失配会产生大量的位错，这些大量的位错延伸到外延层中的有源层时，因为有源层生长温度较低，会产生大量的v型缺陷，形成发光二极管的漏电通道，引起器件漏电与静电放电（ESD）耐受能力变差等发光二极管可靠性不佳的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高可靠性的氮化物发光二极管及其制备方法，为解决现有技术中，氮化物发光二极管在有源层的v型缺陷造成漏电通道，引起器件漏电与静电放电（ESD）耐受能力变差等发光二极管可靠性不佳的问题。

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种高可靠性的氮化物发光二极管，包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层、具有v型缺陷的有源层、AlN量子点和p型氮化物层；其中：所述AlN量子点位于所述具有v型缺陷的有源层和所述p型氮化物层之间，所述AlN量子点至少沉积在所述具有v型缺陷的有源层的v型缺陷斜面的端点，且不沉积在所述具有v型缺陷的有源层的非v型缺陷平面。

本发明同时提供了一种高可靠性的氮化物发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在衬底上依次沉积缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层和有源层，其中有源层具有v型缺陷；

步骤2、在具有v型缺陷的有源层上沉积AlN量子点，所述AlN量子点至少沉积在所述具有v型缺陷的有源层的v型缺陷斜面的端点，且不沉积在所述具有v型缺陷的有源层的非v型缺陷平面；

步骤3、在AlN量子点上沉积p型氮化物层。

进一步地，所述步骤2中AlN量子点沉积包括如下子步骤I~Ⅲ：

子步骤I、控制反应腔压力为200～400torr，温度为500～700^oC，并

通入氮气、氢气和三甲基铝，形成一层Al金属层；

子步骤Ⅱ、调整反应腔压力为150～350torr，温度为900～1100^oC，并通入氮气、氢气且关闭三甲基铝，使Al原子弛豫至能量较低的V型缺陷表面；

步骤Ⅲ、改变反应腔压力为100～300torr，温度为800～1000^oC，并通入氮气、氢气和氨气，在v型缺陷斜面的端点、或在v型缺陷斜面的端点和v型缺陷斜面，生成AlN量子点。

优选地，所述AlN量子点的厚度为0.5~10nm。

优选地，所述缓冲层的组分为In_aAl_bGa_1-a-bN，其中0≤a≤0.2,0≤b≤1,0≤a+b≤1，厚度为5~100nm。