專利名稱：一種發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)由于具有壽命長、耗能低等優(yōu)點，應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其隨著其照明性能指標(biāo)的日益大幅度提高，LED在照明領(lǐng)域常用作發(fā)光裝置。其中，以氮化鎵(GaN) 為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體由于具有帶隙寬、發(fā)光率高、電子飽和和漂移速度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點，引起了人們的廣泛關(guān)注。請參照圖1，為現(xiàn)有的一種LED結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，該LED包括圖形化藍(lán)寶石襯底11，該襯底上形成有預(yù)定圖案；依次位于藍(lán)寶石襯底11上的η型半導(dǎo)體層12、多量子阱 (MQW,Multi-Quantum Well)層13和ρ型半導(dǎo)體層14。其中，η型半導(dǎo)體層12通常由n_GaN 構(gòu)成，P型半導(dǎo)體層14通常由p-GaN構(gòu)成。為簡潔起見，圖1中未示出電極，通常圖1所示的結(jié)構(gòu)還包括有連接η型半導(dǎo)體層12的第一電極、和連接ρ型半導(dǎo)體層14的第二電極。第一電極通常與電源負(fù)極連接，第二電極通常與電源正極連接。請參照圖2，圖2為圖1所示的多量子阱層13的剖面示意圖。多量子阱層13通常包括多個勢壘層131以及被勢壘層131隔開的多個有源層132。所述有源層也被稱為勢阱層或活性層，所述有源層132的導(dǎo)帶能量和價帶能量之間的能量帶隙小于勢壘層131的能量帶隙，所述有源層132和勢壘層131均由III-V半導(dǎo)體化合物構(gòu)成。LED在用于發(fā)光時，將第一電極連接至電源負(fù)極，第二電極連接至電源正極，由于 η型半導(dǎo)體層12與ρ型半導(dǎo)體層14的摻雜類型，η型摻雜的氮化鎵通過外部電壓驅(qū)動使電子漂移，P型摻雜的氮化鎵通過外部電壓驅(qū)動使空穴漂移，在PN結(jié)正向偏壓下，在PN結(jié)區(qū)附近或阱里，導(dǎo)帶中的高能量的電子落到價帶與空穴復(fù)合后，多余的能量以光和熱的形式釋放出來。

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)光二極管及其制造方法，用以提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供方案如下一種發(fā)光二極管，包括第一半導(dǎo)體層、和位于所述第一半導(dǎo)體層上方的第二半導(dǎo)體層；夾設(shè)在所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的多量子阱層；且所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，
所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，所述發(fā)光二極管還包括形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面、用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，所述發(fā)光二極管還包括用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)中，相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)相互連接，以阻斷所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的直接接觸。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，還包括襯底，所述第一半導(dǎo)體層沉積在所述襯底之上；與所述第一半導(dǎo)體層連接的第一電極；以及與所述第二半導(dǎo)體層連接的第二電極。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，在相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度時，在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間還形成有第七半導(dǎo)體層，所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間還形成有第八半導(dǎo)體層，所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層；所述發(fā)光二極管還包括用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層和用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層；其中，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第五半導(dǎo)體層的上表面，所述第六半導(dǎo)體層形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，所述第一半導(dǎo)體層包括至少兩個具有不同厚度的分區(qū)，所述多量子阱層形成在所述第一半導(dǎo)體層的上表面，以使得所述多量子阱層分立成所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，且所述第一半導(dǎo)體層的上表面為階梯狀的臺階面。優(yōu)選地，上述的發(fā)光二極管中，
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所述第一半導(dǎo)體層的上表面形成有垂直突出的凸起部和/或垂直凹陷的凹槽，所述多量子阱層形成在所述第一半導(dǎo)體層的上表面上，以使得所述多量子阱層分立成所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種發(fā)光二極管的制造方法，包括形成第一半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層之上形成多量子阱層；在所述多量子阱層之上形成第二半導(dǎo)體層；所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。優(yōu)選地，上述的制造方法中，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第二半導(dǎo)體層之后，所述制造方法還包括在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，上述的制造方法中，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第一半導(dǎo)體層之前，所述制造方法還包括形成用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。優(yōu)選地，上述的制造方法中，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，上述的制造方法中，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)都具有相同的厚度，所述形成第一半導(dǎo)體層包括沉積第一半導(dǎo)體層；按照相鄰分區(qū)之間的厚度差均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)，對所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，以在所述第一半導(dǎo)體層上形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)。優(yōu)選地，上述的制造方法中，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層；在形成所述第一半導(dǎo)體層之前還包括沉積用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層；所述形成第一半導(dǎo)體層為在所述第五半導(dǎo)體層的上表面形成所述第一半導(dǎo)體層；在所述多量子阱層之上形成所述第二半導(dǎo)體層，還包括在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，上述的制造方法中，相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度，所述制造方法還包括
在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間形成第七半導(dǎo)體層， 所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間形成第八半導(dǎo)體層， 所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管及其制造方法，通過增加多量子阱層與半導(dǎo)體層接觸的斷面，使得空穴或電子能夠由半導(dǎo)體層側(cè)向注入至量子阱，這樣使得空穴更容易到達(dá)底層量子阱，并且載流子在整個多量子阱中的分布密度也變得均勻，因此本發(fā)明能夠提高載流子的復(fù)合速率，進(jìn)而提高LED的內(nèi)量子效率，改善LED的發(fā)光效率。


圖1為現(xiàn)有的一種LED結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為圖1所示的多量子阱層13的剖面示意圖；圖3為圖1所示的多量子阱層13的載流子密度的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式一中的LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式二中的LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式三中的LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式四中的一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式四中的又一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式四中的再一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式四中的另一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式五中的LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖12為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式六中的一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖13為本發(fā)明實施例實現(xiàn)方式六中的另一種LED的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖14A 14D為制造圖4所示LED的流程示意圖；圖15A 15D為制造圖12所示LED的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種LED及其制造方法，通過改變現(xiàn)有技術(shù)中LED的多量子阱結(jié)構(gòu)， 使之從“一維多量子阱”改變成“二維分立式的多量子阱”，使得載流子復(fù)合速率得到提高， 從而提高了 LED的內(nèi)量子效率，改善了 LED的發(fā)光效率。以下將結(jié)合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明實施例所述LED，具體包括第一半導(dǎo)體層、和位于所述第一半導(dǎo)體層上方的第二半導(dǎo)體層；夾設(shè)在所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的多量子阱層；且所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。這里，多量子阱層在層高方向上發(fā)生分離，如同在層高方向上先被切斷，然后再沿層高方向運動以實現(xiàn)分離，從而形成至少兩個分立式的多量子阱結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面是指因?qū)痈叻较蛏习l(fā)生分離而形成的、且與相鄰量子阱結(jié)構(gòu)不重疊的面。換言之，每個分立式的多量子阱結(jié)構(gòu)都包括有頂面、底面和側(cè)面。這里，側(cè)面是指多量子阱層沿層高方向上被切斷所形成的切面的全部或部分在相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)之間的切面完全不重疊時，側(cè)面就是切面的全部；在相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)之間的切面部分重疊時，側(cè)面就是不與相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)相重疊的部分切面。上述結(jié)構(gòu)中，多量子阱層中的多量子阱結(jié)構(gòu)在水平方向上的投影相互連接且互不重疊，這里的水平方向是指垂直于層高的方向。上述結(jié)構(gòu)中，多量子阱層可以具有相同的厚度，夾設(shè)在第一、第二半導(dǎo)體層之間，且多量子阱層在層高方向上被切斷從而分離形成多個多量子阱結(jié)構(gòu)，這樣其中至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)具有不同的高度，從而使得多量子阱結(jié)構(gòu)在其切面分別與第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體發(fā)生接觸。這里的高度可以是相對某個預(yù)定水平線而言。當(dāng)然，本實施例中，所述多量子阱層的厚度也可以是不完全相同的，即存在具有兩個不同厚度的所述多量子阱結(jié)構(gòu)。由于至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)具有在層高方向上的不同高度，使得本發(fā)明實施例的多量子阱層具有一種在層高方向上被切斷的效果，從而使得本發(fā)明實施例的多量子阱層分立成多個多量子阱的結(jié)構(gòu)，并且這些多量子阱結(jié)構(gòu)具有至少兩種高度，即，相對于現(xiàn)有技術(shù)的多量子阱層，本發(fā)明實施例的多量子阱層增加了在層高方向上的維度，從而形成一種二維結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)LED中的多量子阱層，僅能夠在水平方向上與半導(dǎo)體層接觸，具體包括 多量子阱層的底面與第一半導(dǎo)體層接觸，以及多量子阱層的頂面與第二半導(dǎo)體層接觸。圖3 為現(xiàn)有技術(shù)LED的載流子密度的示意圖，從圖3可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的LED中，與ρ型半導(dǎo)體層14相鄰的頂層量子阱上的空穴密度非常大，而從頂層量子阱往下的各個量子阱的空穴密度逐漸降低。類似的，與η型半導(dǎo)體層12相鄰的底層量子阱上的電子密度非常大，而從底層量子阱往上的各個量子阱的電子密度逐漸降低。即，頂層量子阱空穴密度大，而低層量子阱電子密度大。由于多量子阱中的載流子密度存在上述特點，現(xiàn)有的LED中的載流子復(fù)合速率受到限制，從而嚴(yán)重限制了 LED的內(nèi)量子效率(IQE，Internal Quantum Efficiency)。而本發(fā)明實施例LED中的多量子阱層，除了上述頂面和底面外，還包括有在垂直方向(或稱為層高方向)上分別與第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面。由于增加了上述斷面，使得空穴或電子能夠從側(cè)面由半導(dǎo)體層注入至量子阱，這就是本發(fā)明實施例中所述的“側(cè)向注入”。側(cè)向注入使得空穴更容易到達(dá)底層量子阱(以第一半導(dǎo)體層為η型、第二半導(dǎo)體層為ρ型為例)，從而使得載流子在整個多量子阱中的分布密度變得均勻，更好地將載流子限制在多量子阱內(nèi)部，因此本發(fā)明實施例LED能夠提高載流子復(fù)合速率，進(jìn)而提高LED的內(nèi)量子效率，改善了 LED的發(fā)光效率。本發(fā)明實施例所述發(fā)光二極管可以有多種具體結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方式，以下結(jié)合附圖分別進(jìn)行說明
<實現(xiàn)方式一 >本實現(xiàn)方式中的發(fā)光二極管包括第一半導(dǎo)體層；形成在所述第一半導(dǎo)體層的上表面的多量子阱層；形成在所述多量子阱層的上表面上的第二半導(dǎo)體層；其中，所述第一半導(dǎo)體層包括至少兩個具有不同厚度的分區(qū)，以使得所述多量子阱層分立成至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)包括有沿層高方向的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是所述多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是所述多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面?？梢钥闯?，本實現(xiàn)方式將現(xiàn)有技術(shù)LED中的在水平方向上的連續(xù)的多量子阱層結(jié)構(gòu)，切斷成多個分立的多量子阱結(jié)構(gòu)，并且由于作為沉積基礎(chǔ)的第一半導(dǎo)體層包括不同厚度的分區(qū)，使得沉積在分區(qū)上的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)具有在層高方向上的不同高度，從而形成上述第一側(cè)面和第二側(cè)面。本實現(xiàn)方式中，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。具體的，所述第一半導(dǎo)體層具體可以是用于提供第一類型載流子的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。更為具體的，所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層為η型半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層；或者，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層為η型半導(dǎo)體層。其中η型半導(dǎo)體層可以由n-GaN構(gòu)成，ρ型半導(dǎo)體層可以由p_GaN構(gòu)成。當(dāng)然，本實現(xiàn)方式中的發(fā)光二極管還可以包括襯底，如圖形化藍(lán)寶石襯底，所述第一半導(dǎo)體層沉積在所述襯底之上；與所述第一半導(dǎo)體層連接的第一電極；以及與所述第二半導(dǎo)體層連接的第二電極。圖4給出了本實現(xiàn)方式的發(fā)光二極管的一種具體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示的發(fā)光二極管，包括襯底21 ；依次位于襯底21上的n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層23和p-GaN層M (即第二半導(dǎo)體層)。圖4所示的結(jié)構(gòu)還可以包括有連接n-GaN層 22的第一電極、和連接P-GaN層M的第二電極。第一電極通常與外部的電源負(fù)極連接，第二電極通常與外部的電源正極連接(為簡潔起見，圖4中未示出上述電極)。可以看出，圖4中，n-GaN層22的相鄰分區(qū)之間具有不同的高度，分別為Hl和H2， 而每個分區(qū)的頂面則是水平的，因此在沉積形成多量子阱層23時，多量子阱層23在分區(qū)之間分立形成側(cè)面，具體包括與n-GaN層22 (第一半導(dǎo)體層)接觸的第一側(cè)面2311、以及與 P-GaN層M (第二半導(dǎo)體層)接觸的第二側(cè)面2312。上述側(cè)面分別與n-GaN層22、p_GaN 層對接觸，從而對應(yīng)半導(dǎo)體層中的電子和空穴可以側(cè)向經(jīng)由該斷面注入至多量子阱層23， 以提高內(nèi)量子效率和LED的發(fā)光效率。圖4中，多量子阱層23具有相同的厚度，由于n-GaN層22相鄰分區(qū)之間的厚度差大于多量子阱層23的厚度，也就是相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)之間的高度差大于多量子阱層23 的厚度，因此形成了 n-GaN層22與p-GaN層M相接觸的接觸面251。為減少或避免此接觸面251處形成直接的PN結(jié)所造成的載流子泄露，本發(fā)明實施例可以采用本征半導(dǎo)體層來作為所述第一半導(dǎo)體層和/或所述第二半導(dǎo)體層的實現(xiàn)方式， 以下進(jìn)行具體說明?！磳崿F(xiàn)方式二〉本實現(xiàn)方式中，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層則為本征半導(dǎo)體層，此時所述發(fā)光二極管還可以包括用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。本實現(xiàn)方式的一種具體結(jié)構(gòu)請參照圖5，圖5所示的發(fā)光二極管包括襯底81 ；依次位于襯底81上的n-GaN層82(即第四半導(dǎo)體層)、本征半導(dǎo)體層 83 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層84和p-GaN層85 (即第二半導(dǎo)體層)?？梢钥闯?，本征半導(dǎo)體層83形成在n-GaN層82的上表面，多量子阱層84形成在本征半導(dǎo)體層83的上表面，以及，P-GaN層85形成在多量子阱層84的上表面。圖5所示的結(jié)構(gòu)還可以包括有連接n-GaN層82的第一電極、和連接p_GaN層85 的第二電極。第一電極通常與外部的電源負(fù)極連接，第二電極通常與外部的電源正極連接 (為簡潔起見，圖5中未示出上述電極)。上述結(jié)構(gòu)中，多量子阱層84包括多個多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子阱結(jié)構(gòu)包括與本征半導(dǎo)體層83 (即第一半導(dǎo)體層)接觸的第一接觸面841、以及與p-GaN層85 (即第二半導(dǎo)體層)接觸的第二接觸面842，從而也能夠達(dá)到提高內(nèi)量子效率和LED的發(fā)光效率的目的。在相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的一個多量子阱的下表面的高度高于該相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的另一個多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度(例如，多量子阱層84具有統(tǒng)一的厚度，而相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)之間的高度差大于多量子阱層84的厚度)時，圖5所示的結(jié)構(gòu)能夠避免 P-GaN層85與n-GaN層82之間形成直接接觸面?？梢钥闯觯瑘D5中的接觸面86是由本征半導(dǎo)體層83與p-GaN層85形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面，能夠減少載流子的泄露?！磳崿F(xiàn)方式三〉本實現(xiàn)方式中，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，所述發(fā)光二極管還包括形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面、用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。所述第一半導(dǎo)體層可以為η型半導(dǎo)體層，第三半導(dǎo)體層可以為P型半導(dǎo)體層；或者，第一半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層，第三半導(dǎo)體層為Π型半導(dǎo)體層。其中Π型半導(dǎo)體層可以由n-GaN構(gòu)成，ρ型半導(dǎo)體層可以由p_GaN構(gòu)成。本實現(xiàn)方式的一種具體結(jié)構(gòu)請參照圖6，圖6所示的發(fā)光二極管包括襯底91 ；依次位于襯底91上的n-GaN層92 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層93、 本征半導(dǎo)體層94 (即第二半導(dǎo)體層)和p-GaN層95 (即第三半導(dǎo)體層)?？梢钥闯觯嗔孔于鍖?3形成在n-GaN層92 (即第一半導(dǎo)體層)的上表面，本征半導(dǎo)體層94形成在多量子阱層93的上表面，P-GaN層95 (即第三半導(dǎo)體層)形成在本征半導(dǎo)體層94的上表面。圖6所示的結(jié)構(gòu)還可以包括有連接n-GaN層92的第一電極、和連接p_GaN層95 的第二電極。第一電極通常與外部的電源負(fù)極連接，第二電極通常與外部的電源正極連接 (為簡潔起見，圖6中未示出上述電極)。上述結(jié)構(gòu)中，多量子阱層93包括多個多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子阱結(jié)構(gòu)包括與本
1征半導(dǎo)體層94 (即第二半導(dǎo)體層)接觸的第二接觸面932、以及與n-GaN層92 (即第一半導(dǎo)體層)接觸的第一接觸面931，從而也能夠達(dá)到提高內(nèi)量子效率和LED的發(fā)光效率的目的。在相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的一個多量子阱的下表面的高度高于該相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的另一個多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度(例如，多量子阱層93具有統(tǒng)一的厚度，而相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)之間的高度差大于多量子阱層93的厚度)時，圖6所示的結(jié)構(gòu)能夠避免 P-GaN層95與n-GaN層92之間形成直接接觸面?？梢钥闯?，圖6中的接觸面96是由本征半導(dǎo)體層94與n-GaN層92形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面，能夠減少載流子的泄露?！磳崿F(xiàn)方式四〉從圖4、5、6可以看出，多量子阱層中的相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)在垂直方向的投影為各自獨立的線段，線段之間沒有任何連接。也就是說，在相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度。為避免兩者高度差引起的不同性質(zhì)的半導(dǎo)體層接觸面之間的載流子泄露問題，本實現(xiàn)方式進(jìn)一步在實現(xiàn)方式一至三中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的正上方和/或第二多量子阱結(jié)構(gòu)的正下方填充本征半導(dǎo)體，以實現(xiàn)接觸面兩側(cè)均為本征半導(dǎo)體，避免載流子泄露問題。具體的，本實現(xiàn)方式在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間還形成有第七半導(dǎo)體層，所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間還形成有第八半導(dǎo)體層，所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。請參照圖7，為實現(xiàn)方式一與本實現(xiàn)方式結(jié)合后的一種發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7所示的發(fā)光二極管，包括襯底21 ；依次位于襯底21上的n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層23和p-GaN層即第二半導(dǎo)體層)。其中，第一多量子阱結(jié)構(gòu) 233的高度低于第二多量子阱結(jié)構(gòu)234的高度。并且，在第一多量子阱結(jié)構(gòu)233的正上方和
M(即第二半導(dǎo)體層)之間填充有本征半導(dǎo)體層27 (即所述第七半導(dǎo)體層)，本征半導(dǎo)體層27的厚度使得n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)和p-GaN層M (即第二半導(dǎo)體層) 之間不會形成直接接觸?？梢钥闯?，圖7中的接觸面252是由本征半導(dǎo)體層27與n-GaN層 22形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面251，能夠減少載流子的泄露。請參照圖8，為實現(xiàn)方式一與本實現(xiàn)方式結(jié)合后的又一種發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖8所示的發(fā)光二極管，包括襯底21 ；依次位于襯底21上的n-GaN層22(即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層23和p-GaN層M (即第二半導(dǎo)體層)。其中，第一多量子阱結(jié)構(gòu) 233的高度低于第二多量子阱結(jié)構(gòu)234的高度。并且，在第二多量子阱結(jié)構(gòu)234的正下方和 n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)之間填充有本征半導(dǎo)體層觀(即所述第八半導(dǎo)體層)，本征半導(dǎo)體層觀的厚度使得n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)和p-GaN層M (即第二半導(dǎo)體層) 之間不會形成直接接觸?？梢钥闯觯瑘D8中的接觸面253是由本征半導(dǎo)體層27與n-GaN層 22形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面251，能夠減少載流子的泄露。
請參照圖9，為實現(xiàn)方式一與本實現(xiàn)方式結(jié)合后的再一種發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9所示的發(fā)光二極管，包括襯底21 ；依次位于襯底21上的n-GaN層22(即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層23和？-6鄉(xiāng)層對(即第二半導(dǎo)體層)。其中，第一多量子阱結(jié)構(gòu)233的高度低于第二多量子阱結(jié)構(gòu)234的高度。并且，在第一多量子阱結(jié)構(gòu)233的正上方和p-GaN層即第二半導(dǎo)體層)之間填充有本征半導(dǎo)體層27，在第二多量子阱結(jié)構(gòu)234 的正下方和n-GaN層22 (即第一半導(dǎo)體層)之間填充有本征半導(dǎo)體層觀?？梢钥闯?，圖9 中的接觸面2M是由本征半導(dǎo)體層27與本征半導(dǎo)體層觀形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面251，能夠避免載流子的泄露。類似的，將實現(xiàn)方式二與本實現(xiàn)方式結(jié)合后的一種發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖如圖10所示，圖10所示的發(fā)光二極管，包括襯底81 ；依次位于襯底81上的n-GaN層82 (即第四半導(dǎo)體層)、本征半導(dǎo)體層83 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層84和p-GaN層85 (即第二半導(dǎo)體層)。其中，第一多量子阱結(jié)構(gòu)841的高度低于第二多量子阱結(jié)構(gòu)842的高度。并且，在第一多量子阱結(jié)構(gòu)841的正上方和P-GaN層85 (即第二半導(dǎo)體層)之間填充有本征半導(dǎo)體層88 (即所述第七半導(dǎo)體層)?？梢钥闯?，圖7中的接觸面86是由本征半導(dǎo)體層88 與本征半導(dǎo)體層83 (即第一半導(dǎo)體層)形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面251，能夠避免載流子的泄露。至于實現(xiàn)方式三與本實現(xiàn)方式結(jié)合后的結(jié)構(gòu)，為節(jié)約篇幅，此處不再贅述?！磳崿F(xiàn)方式五〉本實現(xiàn)方式中，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層。所述發(fā)光二極管還可以包括用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層和用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層；其中，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第五半導(dǎo)體層的上表面，所述第六半導(dǎo)體層形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面。更為具體的，所述第五半導(dǎo)體層可以為η型半導(dǎo)體層，第六半導(dǎo)體層可以為ρ型半導(dǎo)體層；或者，第五半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層，第六半導(dǎo)體層為Π型半導(dǎo)體層。其中Π型半導(dǎo)體層可以由n-GaN構(gòu)成，ρ型半導(dǎo)體層可以由ρ-GaN構(gòu)成。本實現(xiàn)方式的一種具體結(jié)構(gòu)請參照圖11，圖11所示的發(fā)光二極管包括襯底51 ；依次位于襯底51上的n-GaN層52(即第五半導(dǎo)體層)、第一本征半導(dǎo)體層 53 (即第一半導(dǎo)體層)、多量子阱層M、第二本征半導(dǎo)體層陽(即第二半導(dǎo)體層)和p-GaN層 56(即第六半導(dǎo)體層)?？梢钥闯?，第一本征半導(dǎo)體層53 (即第一半導(dǎo)體層)形成在n-GaN 層52 (即第五半導(dǎo)體層)的上表面，多量子阱層M形成在第一本征半導(dǎo)體層53 (即第一半導(dǎo)體層)的上表面，第二本征半導(dǎo)體層陽(即第二半導(dǎo)體層)形成在多量子阱層M的上表面，ρ-GaN層56 (即第六半導(dǎo)體層)形成在第二本征半導(dǎo)體層55 (即第二半導(dǎo)體層)的上表面。圖11所示的結(jié)構(gòu)還可以包括有連接n-GaN層52的第一電極、和連接p_GaN層56 的第二電極。第一電極通常與外部的電源負(fù)極連接，第二電極通常與外部的電源正極連接 (為簡潔起見，圖11中未示出上述電極)。上述結(jié)構(gòu)中，多量子阱層53包括多個多量子阱結(jié)構(gòu)，多量子阱層被設(shè)置在兩個本征半導(dǎo)體層之間，因此，所述多量子阱結(jié)構(gòu)包括與第二本征半導(dǎo)體層陽(即第二半導(dǎo)體層) 接觸的第二接觸面M2、以及與第一本征半導(dǎo)體層53 (即第一半導(dǎo)體層)接觸的第一接觸面531，從而也能夠達(dá)到提高內(nèi)量子效率和LED的發(fā)光效率的目的。在相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的一個多量子阱的下表面的高度高于該相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)中的另一個多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度(例如，多量子阱層M具有統(tǒng)一的厚度，而相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)之間的高度差大于多量子阱層M的厚度)時，圖11所示的結(jié)構(gòu)能夠避免P-GaN層56與n-GaN層52之間形成直接接觸面?？梢钥闯?，圖11中的接觸面58是由第一本征半導(dǎo)體層53與第二本征半導(dǎo)體層55形成的接觸面，相比于ρ型、η型半導(dǎo)體層形成的接觸面，本實施例能夠減少載流子的泄露。〈實現(xiàn)方式六〉本實現(xiàn)方式在不采用本征半導(dǎo)體層的情況下，通過采用圖12或圖13所示的結(jié)構(gòu)來避免形成直接PN結(jié)，以避免載流子泄露。圖12所示的LED，包括圖形化藍(lán)寶石襯底31 ；依次位于藍(lán)寶石襯底31上的n-GaN 層32、多量子阱層33和p-GaN層34。可以看出，圖12中，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)都具有相同的厚度；所述n-GaN層32中，相鄰分區(qū)之間的厚度差D2均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度D1，這樣使得沉積在分區(qū)之上的多量子阱層33分立形成的相鄰多量子阱結(jié)構(gòu)之間呈一 “Z”形結(jié)構(gòu)，即相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)相互連接，從而阻斷了上、下半導(dǎo)體層之間的直接接觸，避免了載流子發(fā)生泄露。當(dāng)然，在所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)之間的厚度各不相同或部分相同時，只需要相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)相互連接，就能夠阻斷了上、下半導(dǎo)體層之間的直接接觸，避免了載流子發(fā)生泄露。圖12、13中，通過在n-GaN層上刻蝕出垂直突出的凸起部和/或垂直凹陷的凹槽， 形成了至少兩個具有不同厚度的分區(qū)。類似的，圖13所示的LED，包括圖形化藍(lán)寶石襯底41 ；依次位于藍(lán)寶石襯底41上的n-GaN層42、多量子阱層43和p-GaN層44。可以看出，圖13中，所述n_GaN層42的上表面為階梯狀的臺階面，并且相鄰分區(qū)之間的厚度差D3均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度D1。這種結(jié)構(gòu)同樣能夠阻斷上、下半導(dǎo)體層之間的直接接觸，避免載流子發(fā)生泄露。本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟形成第一半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層之上形成多量子阱層；在所述多量子阱層之上形成第二半導(dǎo)體層；所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。作為一種優(yōu)選實施方式，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第二半導(dǎo)體層之后，所述制造方法還包括在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。作為一種優(yōu)選實施方式，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第一半導(dǎo)體層之前，所述制造方法還包括形成用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。
作為一種優(yōu)選實施方式，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。此時所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)可以都具有相同的厚度，所述形成第一半導(dǎo)體層包括沉積第一半導(dǎo)體層；按照相鄰分區(qū)之間的厚度差均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)，對所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，以在所述第一半導(dǎo)體層上形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)。作為一種優(yōu)選實施方式，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層； 此時，在形成所述第一半導(dǎo)體層之前還包括沉積用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層。其中，所述形成第一半導(dǎo)體層為在所述第五半導(dǎo)體層的上表面形成所述第一半導(dǎo)體層。在所述多量子阱層之上形成所述第二半導(dǎo)體層之后，還包括在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層。作為一種優(yōu)選實施方式，相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度，所述制造方法還包括在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間形成第七半導(dǎo)體層， 所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間形成第八半導(dǎo)體層， 所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。最后，請參照圖14A 14D，示出了制造圖4所示LED的流程圖，具體包括以下步驟沉積作為第一半導(dǎo)體層的n-GaN層22，具體可以沉積在圖形化藍(lán)寶石襯底21之上；對所述n-GaN層22進(jìn)行刻蝕，使得所述η-GaN層22形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)；在所述n-GaN層22的上表面形成多量子阱層23 ；在所述多量子阱層23上表面形成作為第二半導(dǎo)體層的p-GaN層M。其中，所述至少兩個具有不同厚度的分區(qū)，使得所述多量子阱層23分立成至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)包括有沿層高方向的第一側(cè)面和第二側(cè)面， 其中，所述第一側(cè)面是所述多量子阱結(jié)構(gòu)與所述n-GaN層22接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是所述多量子阱結(jié)構(gòu)與所述P-GaN層M接觸的側(cè)面。考慮到n-GaN層22和p_GaN層M之間可能形成直接接觸的PN結(jié)，本發(fā)明實施例可以采用本征半導(dǎo)體(如本征GaN層)替代圖14A 14D中的n-GaN層22和p-GaN層M。 在這種情況下，首先沉積用于提供第一類型載流子的第三半導(dǎo)體層(如n-GaN層)；然后， 在所述第三半導(dǎo)體層的上表面形成第一本征半導(dǎo)體層，并對所述第一本征半導(dǎo)體層進(jìn)行刻
15蝕，使得所述第一本征半導(dǎo)體層形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)；然后，在所述第一本征半導(dǎo)體層的上表面形成多量子阱層；接著，在所述多量子阱層的上表面形成第二本征半導(dǎo)體層；之后，在所述第二本征半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第四半導(dǎo)體層(如P-GaN層)。為避免形成n-GaN層22和p_GaN層M之間直接接觸的PN結(jié)，在對n-GaN層22 進(jìn)行刻蝕時，在所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)都具有相同的厚度時，可以按照相鄰分區(qū)之間的厚度差均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)，對所述n-GaN層22進(jìn)行刻蝕，以在所述n-GaN層22上形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)。類似的，圖15A 15D，示出了制造圖12所示LED的流程圖，為節(jié)約篇幅，此處不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包括第一半導(dǎo)體層、和位于所述第一半導(dǎo)體層上方的第二半導(dǎo)體層； 夾設(shè)在所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的多量子阱層； 且所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，所述發(fā)光二極管還包括形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面、用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，所述發(fā)光二極管還包括用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)中，相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)相互連接，以阻斷所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的直接接觸。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包括 襯底，所述第一半導(dǎo)體層沉積在所述襯底之上；與所述第一半導(dǎo)體層連接的第一電極；以及與所述第二半導(dǎo)體層連接的第二電極。
7.如權(quán)利要求2至4任一項所述的發(fā)光二極管，其特征在于，在相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度時，在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間還形成有第七半導(dǎo)體層， 所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間還形成有第八半導(dǎo)體層， 所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層； 所述發(fā)光二極管還包括用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層和用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層；其中，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第五半導(dǎo)體層的上表面，所述第六半導(dǎo)體層形成在所述第二半導(dǎo)體層的上表面。
9.如權(quán)利要求1至6任一項所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層包括至少兩個具有不同厚度的分區(qū)，所述多量子阱層形成在所述第一半導(dǎo)體層的上表面，以使得所述多量子阱層分立成所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，且所述第一半導(dǎo)體層的上表面為階梯狀的臺階面。
10.如權(quán)利要求1至6任一項所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層的上表面形成有垂直突出的凸起部和/或垂直凹陷的凹槽，所述多量子阱層形成在所述第一半導(dǎo)體層的上表面上，以使得所述多量子阱層分立成所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)。
11.一種發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，包括形成第一半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層之上形成多量子阱層；在所述多量子阱層之上形成第二半導(dǎo)體層；所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)
12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第二半導(dǎo)體層之后，所述制造方法還包括在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第三半導(dǎo)體層。
13.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，在形成所述第一半導(dǎo)體層之前，所述制造方法還包括形成用于提供第一類型載流子的第四半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述第四半導(dǎo)體層的上表面。
14.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層為用于提供第一類型載流子的半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層為用于提供第二類型載流子的半導(dǎo)體層。
15.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)都具有相同的厚度，所述形成第一半導(dǎo)體層包括沉積第一半導(dǎo)體層；按照相鄰分區(qū)之間的厚度差均小于等于所述多量子阱結(jié)構(gòu)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)，對所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，以在所述第一半導(dǎo)體層上形成至少兩個具有不同厚度的分區(qū)。
16.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層均為本征半導(dǎo)體層；在形成所述第一半導(dǎo)體層之前還包括沉積用于提供第一類型載流子的第五半導(dǎo)體層；所述形成第一半導(dǎo)體層為在所述第五半導(dǎo)體層的上表面形成所述第一半導(dǎo)體層； 在所述多量子阱層之上形成所述第二半導(dǎo)體層，還包括 在所述第二半導(dǎo)體層的上表面形成用于提供第二類型載流子的第六半導(dǎo)體層。
17.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面的高度低于所述相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)中的第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面的高度，所述制造方法還包括在所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二半導(dǎo)體層之間形成第七半導(dǎo)體層，所述第七半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差；和/或在所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一半導(dǎo)體層之間形成第八半導(dǎo)體層，所述第八半導(dǎo)體層為本征半導(dǎo)體層，且其厚度大于等于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與第一多量子阱結(jié)構(gòu)的上表面之間的高度差，小于第二多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面與所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的下表面之間的高度差。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及其制造方法。其中，所述發(fā)光二極管包括第一半導(dǎo)體層、和位于所述第一半導(dǎo)體層上方的第二半導(dǎo)體層；夾設(shè)在所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的多量子阱層；且所述多量子阱層包括分立的至少兩個多量子阱結(jié)構(gòu)，其中至少兩個相鄰的多量子阱結(jié)構(gòu)形成有沿層高方向上的第一側(cè)面和第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第一半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面，所述第二側(cè)面是多量子阱結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體層接觸的側(cè)面。本發(fā)明能夠提高載流子的復(fù)合速率，進(jìn)而提高LED的內(nèi)量子效率，改善LED的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/00GK102420276SQ201110272820
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者高成 申請人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司