專利名稱：發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種發(fā)光二極管的 結(jié)構(gòu)的制作方法。
技術(shù)背景現(xiàn)有的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)可參見圖l所示，由下到上依次包括襯底層l、緩沖層2、未摻雜的GaN層3、 N型GaN層4、多量子阱層5、 P型A1G認層 6、 P型GaN層7和接觸層8，所述接觸層上設(shè)置有P型電極，所述N型GaN 層上設(shè)置有N型電極。所述N型GaN層摻有Si元素。使用MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor D印osition金屬有機化學(xué)氣相沉積)生長GaN發(fā) 光二極管，使用AL03作為襯底層1，接著生長緩沖層2，緩沖層2的生長溫 度在53(TC，其厚度為250A;未摻雜的GaN層3的生長溫度為1050°C，厚 度為2pm; N型摻Si的GaN層4的生長溫度為1050°C，厚度為3pm;多量 子阱層5中，阱以730。C生長，厚度為30A，壘層(barrier)在850。C生 長，厚度為150A; P型AlGaN的生長溫度為95(TC，其厚度為500A， P型 GaN的生長溫度為90(TC，其厚度為2000A，接觸層生長溫度為800°C ，厚 度為20A?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管的N型GaN層的上面直接就是多量子阱層，但是由 于InGaN與GaN存在晶格不匹配的問題，因此會造成量子阱的晶體存在缺 陷，影響器件的出光效率和發(fā)光強度
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，能夠具有 較好的晶體質(zhì)量，較高的出光效率和發(fā)光強度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是，其中包括N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層，所述N型GaN層與所述多 量子阱層之間還間隔有多量子阱緩沖層，所述多量子阱緩沖層包含有一個 或多個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，每個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)都包括一層位 于下面的InGaN層和一層位于上面的GaN層，所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu) 中，所述InGaN層的厚度大于所述GaN層的厚度，所述InGaN層中In的摻 雜百分比含量低于所述多量子阱的阱層中In的摻雜百分比含量。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制 作方法，能夠通過較為簡單的步驟，制作出性能可靠，出光效率較高的發(fā) 光二極管。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法的技術(shù)方 案是，在制作好N型GaN之后，包括如下步驟(1) 生長InGaN層將生長溫度設(shè)定在700°C 900°C，反應(yīng)器的壓力 為100torr 700torr，通入5L 40L的朋3禾卩5L 40L的N2，通入流量為 50sccm 500sccm的TEGa，還通入流量為50sccm 800sccm的TMIn，生長 時間為50s 400s;(2) 生長GaN層停止通入TMIn，生長GaN;(3) 回到步驟(1)，生長下一個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，最后一個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)生長完成后，繼續(xù)生長多量子阱層以及發(fā)光二極管其 它的部分。本發(fā)明通過上述方法，經(jīng)過簡單的步驟制作出具有多量子阱緩沖層的 發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，非常易于使用，并且制作的發(fā)光二極管的晶體質(zhì)量得 到了提高，從而提高了發(fā)光二極管的出光效率和發(fā)光強度。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明 圖1為現(xiàn)有的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)中InGaN/GaN復(fù)合結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖中附圖標記為，l.襯底層；2.緩沖層；3.未摻雜的GaN層；4. N型 GaN層；5.多量子阱層；6.P型AlGaN層；7.P型GaN層；8.接觸層；9. P 型電極；IO.N型電極；11.多量子阱緩沖層；12.InGaN/GaN復(fù)合結(jié)構(gòu)中的 InGaN層；13. InGaN/GaN復(fù)合結(jié)構(gòu)中的GaN層。
具體實施方式
本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)可參見圖2所示，由下到上依次包括襯底層1、 緩沖層2、未摻雜的GaN層3、 N型GaN層4、多量子阱層5、 P型AlGaN層 6、 P型GaN層7和接觸層8，所述接觸層上設(shè)置有P型電極，所述N型GaN 層上設(shè)置有N型電極。所述N型GaN層慘有Si元素。所述N型GaN層4與 所述多量子阱層5之間還間隔有多量子阱緩沖層11，所述多量子阱緩沖層 11包含有一個或多個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，每個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu) 都包括一層位于下面的InGaN層12和一層位于上面的GaN層13，所述 InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中，所述InGaN層12的厚度大于所述GaN層13的厚 度，所述InGaN層12中In的摻雜百分比含量低于所述多量子阱的阱層中 In的摻雜百分比含量?？紤]到發(fā)光二極管的工作原理和各部分的性能，所述多量子阱中包含 有1 10個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)為宜。所述多量子阱中InGaN的組成為InxGai—xN，其中0《x<l。 所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中InGaN層的厚度為60A 500A。 所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中GaN層的厚度為10A 50A。 所述InGaN層中摻雜有SiH4。本發(fā)明還提供了一種如上述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，在制作 好N型GaN之后，包括如下步驟(1) 生長InGaN層將生長溫度設(shè)定在700°C 900°C ，反應(yīng)器的壓力 為100torr 700torr，通入5L 40L的朋3和5L 40L的N2，通入流量為 50sccm 500sccm的TEGa，還通入流量為50sccm 800sccm的TMIn，生長 時間為50s 400s;(2) 生長GaN層停止通入TMIn，生長GaN;(3) 回到步驟(1)，生長下一個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，最后一個 InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)生長完成后，繼續(xù)生長多量子阱層以及發(fā)光二極管其 它的部分。在生長所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中InGaN層的時候還加入SiH4。
發(fā)光二極管其它部分的制作過程均為公知技術(shù)，在此不再贅述。 本發(fā)明上述發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，步驟簡單，易于使用。制 作出的發(fā)光二極管，通過多量子阱緩沖層的過渡，有效的減輕了晶格不匹 配的差距，有助于阱的晶體質(zhì)量的提高，進而提高內(nèi)部的量子效率，最終 提高發(fā)光二極管的出光效率和發(fā)光強度。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其中包括N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層，其特征在于，所述N型GaN層與所述多量子阱層之間還間隔有多量子阱緩沖層，所述多量子阱緩沖層包含有一個或多個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，每個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)都包括一層位于下面的InGaN層和一層位于上面的GaN層，所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中，所述InGaN層的厚度大于所述GaN層的厚度，所述InGaN層中In的摻雜百分比含量低于所述多量子阱的阱層中In的摻雜百分比含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多量 子阱中包含有1 10個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多量 子阱中InGaN的組成為I仏GahN，其中0《x〈1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中InGaN層的厚度為60A 500A。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中GaN層的厚度為10A 50A。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述InGaN 層中摻雜有SiH,。
7. —種如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在 于，在制作好N型GaN之后，包括如下步驟(1)生長InGaN層將生長溫度設(shè)定在7(XTC 90(TC，反應(yīng)器的壓力 為100torr 700torr，通入5L 40L的NR,和5L 40L的N2，通入流量為50sccm 500sccm的TEGa，還通入流量為50sccm 800sccm的TMIn，生長 時間為50s 400s;(2) 生長GaN層停止通入TMIn，生長GaN;(3) 回到步驟(1),生長下一個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)，最后一個 InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)生長完成后，繼續(xù)生長多量子阱層以及發(fā)光二極管其 它的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于， 在生長所述InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)中InGaN層的時候還加入SiH4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其中包括N型GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層，所述N型GaN與所述多量子阱層之間還間隔有多量子阱緩沖層，所述多量子阱緩沖層包含有一個或多個InGaN/GaN的復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了一種上述發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，包括交替生長InGaN層和GaN層，而構(gòu)成具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多量子阱緩沖層。本發(fā)明通過上述方法，經(jīng)過簡單的步驟制作出具有多量子阱緩沖層的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，非常易于使用，并且制作的發(fā)光二極管的晶體質(zhì)量得到了提高，從而提高了發(fā)光二極管的出光效率和發(fā)光強度。
文檔編號H01L33/00GK101212002SQ200610148300
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者林振賢, 鄭文榮 申請人:上海藍光科技有限公司