[发明专利]一种发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种发光二极管及其制备方法。发光二极管包括衬底、N型半导体层、发光层和P型半导体层，发光层包括高温多量子阱层和低温多量子阱层，低温多量子阱层包括第一子层、超晶格结构层和第二子层；超晶格结构层包括呈周期性依次交替层叠设置的AlGaN层、GaN层和AlInGaN层。该发光二极管中的V形坑浅而小，可有效抑制电子泄漏，减缓效率衰减及改善漏电性能；且还可扩大发光横截面积，增加电子空穴的有效交叠，促进载流子在阱间交互，从而提升LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种发光二极管及其制备方法。

背景技术

近年来，随着光效的快速提升GaN基LED(发光二极管)已在照明、显示等领域得到广泛应用，为了进一步节能以及降低成本，LED发光效率的提高仍是目前学术界和产业界的关注热点。

LED外延生长过程中会伴随各种缺陷产生，而其中V形坑缺陷是GaN基材料中的常见缺陷，该缺陷与其他种类缺陷不同，其出现对于GaN材料结晶质量影响较小，且其在量子阱LED中起到了增强其发光效率的作用。因为V形坑的引入会降低材料所受应力，降低材料体内的压电极化效应，有利于提升材料性能。因此，V形坑(V-pits)的形成方法也引起了人们的极大重视。

现有技术中的V形坑往往在多量子阱发光层生长之前进行生长，生长得到的V形坑深而大，这会导致缺陷大，从而影响漏电。另一方面，传统的V形坑开口较大，这会缩小发光横截面，进而影响发光效应。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种发光二极管，通过在低温多量子阱层中先生长第一子层，然后生长具有特定组成的超晶格结构层(AlGaN/GaN/AlInGaN超晶格结构)，之后再生长第二子层，能使所得到的V形坑浅而小，这样不仅可以有效抑制电子泄漏，减缓效率衰减及改善漏电性能；而且还可以扩大发光横截面积，增加电子空穴的有效交叠，促进载流子在阱间交互，从而提升LED的发光效率。

本发明的第二目的在于提供如上所述的发光二极管的制备方法，采用该制备方法能够制得V形坑浅而小的发光二极管，从而可以有效抑制电子泄漏，扩大发光横截面积，提升LED的发光效率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种发光二极管，包括衬底，以及在所述衬底表面依次层叠设置的N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述发光层包括在所述N型半导体层表面依次层叠设置的高温多量子阱层和低温多量子阱层；

所述低温多量子阱层包括在所述高温多量子阱层表面依次层叠设置的第一子层、超晶格结构层和第二子层；

所述第一子层包括在所述高温多量子阱层表面呈周期性依次交替层叠设置的第一势阱层和第一势垒层；

所述超晶格结构层包括在所述第一子层表面呈周期性依次交替层叠设置的AlGaN层、GaN层和AlInGaN层；

所述第二子层包括在所述超晶格结构层表面呈周期性依次交替层叠设置的第二势阱层和第二势垒层。

优选地，所述第一子层的交替周期为1～4个周期；

和/或，所述AlGaN/GaN/AlInGaN超晶格结构层的周期个数为大于10个；

和/或，所述第二子层的交替周期为8～12个周期。

优选地，所述AlGaN/GaN/AlInGaN超晶格结构层的AlGaN层中的铝元素和镓元素的摩尔比为1:(2～5)；

和/或，所述AlGaN/GaN/AlInGaN超晶格结构层的AlInGaN层中的铝元素、镓元素和铟元素的摩尔比为1:(2～5):(1～3)。