GaN基發(fā)光二極管及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種GaN基發(fā)光二極管及其制作方法，所述發(fā)光二極管的量子阱包括阱層和壘層，阱層為InxGa1-xN阱層，壘層為InyGa1-yN壘層，其中，y<x<1，0<x<1，0≤y<1，阱層和/或壘層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層，由于GaN隧穿層的增加，在阱層或壘層生長(zhǎng)到一定厚度，出現(xiàn)In聚集之前，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，從而避免阱層和/或壘層出現(xiàn)In聚集現(xiàn)象，提高了量子阱的晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
【專利說(shuō)明】GaN基發(fā)光二極管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制作【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說(shuō)是涉及GaN基發(fā)光二極管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二級(jí)管(Light-Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)具有高亮度、低能耗、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，作為新型高效固體光源，在室內(nèi)照明、景觀照明、顯示屏、信號(hào)指示等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。隨著發(fā)光二極管的發(fā)展，GaN基發(fā)光二極管成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。
[0003]并且，現(xiàn)今市場(chǎng)對(duì)于藍(lán)綠光LED需求越來(lái)越大，對(duì)藍(lán)綠光LED的性能要求也越來(lái)越高。目前藍(lán)綠光LED的量子阱有源層一般為InxGa^NAnyGahN,其中InxGai_xN阱層中的In組分X大于InyGai_yN壘層中In組分y。由于在量子阱有源層生長(zhǎng)過(guò)程中，出現(xiàn)生長(zhǎng)層缺陷，影響LED發(fā)光效率，因此，如何提高藍(lán)綠光LED內(nèi)量子效率成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種GaN基發(fā)光二極管及其制作方法，以提高藍(lán)綠光LED的內(nèi)量子效率，提高LED的發(fā)光效率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種GaN基發(fā)光二極管,包括:
[0007]襯底；
[0008]位于所述襯底表面的緩沖層；
[0009]位于所述緩沖層表面的η型GaN層；
[0010]位于所述η型GaN層表面的至少一個(gè)量子阱，所述量子阱包括阱層和位于所述阱層表面上的壘層，所述阱層為InxGahN阱層，所述壘層為InyGai_yN壘層，其中，y〈x〈l，0〈x〈l，0≤y〈l，所述阱層和/或所述壘層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層；
[0011]位于所述量子阱表面的電子阻擋層；
[0012]位于所述電子阻擋層表面的P型GaN層。
[0013]優(yōu)選地，所述量子阱中的阱層為包括兩層子阱層和位于所述兩層子阱層之間的一
層GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述兩層子阱層的厚度均小于3nm，大于0，且兩層子阱層的厚度之和的范圍為2nm-5nm,包括端點(diǎn)值。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)0〈y〈l時(shí)，所述量子阱中的壘層為包括多層子壘層和位于相鄰兩層子壘層之間的GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，當(dāng)0〈y〈l時(shí)，所述量子阱中的阱層和所述壘層的內(nèi)部均具有至少一層GaN
隧穿層。
[0017]優(yōu)選地，所述多層子壘層的厚度均小于3nm，大于0，且所述多層子壘層的厚度之和的范圍為4nm-20nm,包括端點(diǎn)值。[0018]優(yōu)選地，所述GaN隧穿層的厚度范圍為2.5A-7.5 A,包括端點(diǎn)值。
[0019]優(yōu)選地，所述量子阱的個(gè)數(shù)為1-20個(gè)。
[0020]本發(fā)明還提供了一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，所述GaN基發(fā)光二極管的量子阱的阱層內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)；
[0021]所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0022]Al、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底；
[0023]B1、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成第一 InxGa^N子阱層；
[0024]Cl、停止生長(zhǎng)InxGa1J子阱層的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層；
[0025]D1、通入生長(zhǎng)InxGa^N子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGapxN子阱層；
[0026]Ε1、在第二 InxGa1J^子講層表面生長(zhǎng)形成InyGapyN魚層，其中，y〈x〈l,0〈x〈l,O < y〈l;
[0027]F1、在InyGahyN魚層表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層和P型GaN層，形成發(fā)光二極管。
[0028]優(yōu)選地，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
[0029]優(yōu)選地，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟El和步驟Fl之間還包括:
[0030]El1、在InyGa1J壘層表面繼續(xù)生長(zhǎng)形成第一 InxGai_xN子阱層；
[0031]E12、重復(fù)步驟Cl、步驟Dl和步驟El至少一次。
[0032]本發(fā)明還提供了另一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，所述量子阱的壘層為包括多層InyGai_yN子壘層和位于相鄰兩層InyGa^yN子壘層之間的GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)，其中，0<y<l ；
[0033]所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0034]A2、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底；
[0035]Β2、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成InxGa1J^講層；
[0036]C2、在所述InxGa1J^講層表面生長(zhǎng)形成第一 InyGahyN子魚層；
[0037]D2、停止生長(zhǎng)InyGa^N的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層；
[0038]Ε2、通入生長(zhǎng)InyGapyN的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGapyN子壘層；
[0039]G2、在形成的InyGai_yN子壘層表面生長(zhǎng)形成電子阻擋層和P型GaN層，形成發(fā)光二極管。
[0040]優(yōu)選地，在步驟E2與步驟G2之間還包括:
[0041]F2、重復(fù)步驟D2和步驟E2，至少一次。
[0042]優(yōu)選地，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
[0043]優(yōu)選地，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟F2和步驟G2之間還包括:
[0044]F21、在InyGa1^N子魚層表面形成InxGa1^N講層；
[0045]F22、重復(fù)步驟C2至步驟F2至少一次。
[0046]本發(fā)明還提供了又一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，所述量子阱的InxGai_xN阱層和InyGapyN魚層的內(nèi)部均具有至少一層GaN隧穿層,其中，y〈x〈l, 0〈x〈l, 0〈y〈l ；
[0047]所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0048]A3、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底；
[0049]Β3、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成第一 InxGa1J^子講層；[0050]C3、停止生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層；
[0051]D3、通入生長(zhǎng)InxGa^N子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGapxN子阱層；
[0052]E3、在第二 InxGa^N子阱層表面生長(zhǎng)形成第一 InyGai_yN子壘層；
[0053]F3、停止生長(zhǎng)InyGa^N的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層；
[0054]G3、通入生長(zhǎng)InyGa1J的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGai_yN子壘層；
[0055]13、在InyGahyN魚層表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層和P型GaN層，形成發(fā)光二極管。
[0056]優(yōu)選地，在步驟G3和步驟13之間還包括:
[0057]H3、重復(fù)步驟F3和步驟G3，至少一次。
[0058]優(yōu)選地，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
[0059]優(yōu)選地，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟H3和步驟13之間還包括:
[0060]H31、在InyGahyN子魚層表面形成第一 InxGa^xN子講層；
[0061]H32、重復(fù)步驟C3至步驟H3，至少一次。
[0062]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的GaN基發(fā)光二極管，包括至少一個(gè)量子阱，所述量子阱內(nèi)的阱層和/或壘層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層。即本發(fā)明提供的GaN基發(fā)光二極管在有源層的阱層和壘層的至少一層中插入GaN隧穿層，使得GaN基發(fā)光二極管的阱層或壘層生長(zhǎng)一定厚度后，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，避免阱層或壘層中的In組分過(guò)多，造成In分布不均，形成In聚集對(duì)后續(xù)制程造成影響，進(jìn)而保證了量子阱中阱層和/或壘層的晶體質(zhì)量，提高了 LED的發(fā)光效率。
[0063]本發(fā)明還提供了上述GaN基發(fā)光二極管的制作方法，在生長(zhǎng)阱層和/或壘層的過(guò)程中，生長(zhǎng)一層或多層GaN隧穿層，以避免In聚集影響阱層和/或壘層的晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了 LED的發(fā)光效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0064]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0065]圖1為傳統(tǒng)的發(fā)光二極管內(nèi)InxGahNAnyGanN量子阱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖2為本發(fā)明提供的一種阱層中包含GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖3為本發(fā)明提供的一種壘層中包含GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖4為本發(fā) 明提供的一種阱層和壘層中均包含GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖5為本發(fā)明提供的一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法流程圖；
[0070]圖6為本發(fā)明提供的另一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法流程圖；
[0071]圖7為本發(fā)明提供的又一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0072]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中的藍(lán)綠光GaN基LED的內(nèi)量子效率還有待提聞。
[0073]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是，在傳統(tǒng)的量子阱，如圖1所示，包括阱層101和位于所述阱層表面的壘層102，在有源層(阱層和壘層)生長(zhǎng)過(guò)程中，隨著InxGahN阱層或InyGai_yN壘層的生長(zhǎng)，有源層厚度增加，阱層或壘層中的In組分分布變得不均勻，甚至在生長(zhǎng)結(jié)束時(shí)會(huì)在下一個(gè)生長(zhǎng)界面形成In “聚集”，嚴(yán)重情況下會(huì)形成In的納米級(jí)的“球”(In-droplet)，在這種界面下生長(zhǎng)的下一個(gè)層結(jié)構(gòu)(阱層或壘層)的晶體質(zhì)量也會(huì)隨之變差，影響LED的發(fā)光效率。對(duì)于多量子阱LED來(lái)說(shuō)，還會(huì)進(jìn)一步影響后面阱層和壘層的生長(zhǎng)，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響多量子阱LED的發(fā)光效率。
[0074]基于此，發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，提供了一種GaN基發(fā)光二極管，包括:
[0075]襯底；
[0076]位于所述襯底表面的緩沖層；
[0077]位于所述緩沖層表面的η型GaN層；
[0078]位于所述η型GaN層表面的至少一個(gè)量子阱，所述量子阱包括阱層和位于所述阱層表面上的壘層，所述阱層為InxGahN阱層，所述壘層為InyGai_yN壘層，其中，y〈x〈l，0〈x〈l，0 ( y〈l，所述阱層和/或所述壘層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層；
[0079]位于所述量子阱表面的電子阻擋層；
[0080]位于所述電子阻擋層表面的P型GaN層。
[0081]由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的GaN基發(fā)光二極管在有源層的阱層和壘層的至少一層中設(shè)置了 GaN隧穿層，使得GaN基發(fā)光二極管的阱層或壘層生長(zhǎng)一定厚度后，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，避免阱層或壘層中的In組分過(guò)多，造成In分布不均，形成In聚集對(duì)后續(xù)制程造成影響，進(jìn)而保證了量子阱中阱層和/或壘層的晶體質(zhì)量，提高了 LED的發(fā)光效率。
[0082]以上是本申請(qǐng)的核心思想，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0083]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0084]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0085]下面通過(guò)幾個(gè)實(shí)施例具體描述本發(fā)明中提供的GaN基發(fā)光二極管及其制作方法。
[0086]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例公開了一種GaN基發(fā)光二極管,包括:襯底；位于所述襯底表面的緩沖層；位于所述緩沖層表面的η型GaN層；位于所述η型GaN層表面的至少一個(gè)量子阱，所述量子阱包括阱層和位于所述阱層表面上的壘層，所述阱層為InxGahN阱層，所述壘層為11\631_#魚層,其中，7〈1〈1,0〈1〈1,0 ( y〈l，所述講層和/或所述魚層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層；位于所述量子阱表面的電子阻擋層；位于所述電子阻擋層表面的P型GaN層。
[0087]本實(shí)施例中所述GaN基發(fā)光二極管可以為單量子阱發(fā)光二極管，也可以是多量子阱發(fā)光二極管，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定，優(yōu)選地所述發(fā)光二極管中的量子阱數(shù)量為1-20個(gè)。
[0088]本實(shí)施例中所述發(fā)光二極管的量子阱中的阱層為InxGahN阱層，其中，0〈χ〈1，所述量子阱中的壘層為InyGai_yN壘層，其中，y〈x〈l，且O < y〈l，即本實(shí)施例中所述量子阱的壘層可以為InyGa^yN壘層也可以為GaN壘層，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0089]需要說(shuō)明的是，由InGaN本身的物理、化學(xué)性質(zhì)決定，在InGaN生長(zhǎng)過(guò)程中，隨著阱層或壘層厚度的不斷增加，In組分會(huì)不斷升高，其分布變得不均勻，會(huì)形成In聚集。本實(shí)施例中提供的發(fā)光二極管，在阱層或壘層中加入了至少一層的GaN隧穿層，或者同時(shí)在阱層和壘層中加入至少一層GaN隧穿層，在阱層或壘層生長(zhǎng)到一定厚度，In組分出現(xiàn)分布不均勻時(shí)，停止生長(zhǎng)InGaN層，生長(zhǎng)一層GaN層，然后繼續(xù)生長(zhǎng)含In的阱層或壘層，從而避免阱層或壘層中出現(xiàn)In聚集，影響量子阱的晶體質(zhì)量。
[0090]發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在阱層或壘層In濃度不同時(shí)，一般形成In聚集的InGaN層的厚度為3nm-4nm,因此,本實(shí)施例中優(yōu)選的,在生長(zhǎng)講層或魚層到3nm時(shí)或小于3nm時(shí)，即停止In源的通入，僅通入Ga源和N源，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層。本實(shí)施例中在未加入GaN隧穿層時(shí)，所述量子阱阱層的厚度范圍為2nm-5nm，包括端點(diǎn)值，由于所述阱層厚度較薄，在本實(shí)施例中優(yōu)選地，所述阱層中僅增加一層GaN隧穿層，當(dāng)然，在阱層厚度較厚的情況下，也可以在所述阱層內(nèi)增加多層GaN隧穿層以改善阱層的晶體質(zhì)量，避免出現(xiàn)In聚集，本實(shí)施例中對(duì)此不作限定，可以 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。
[0091]如圖2所示，為本實(shí)施例提供的一種在阱層中增加一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管，包括:襯底 21、GaN 或 AlN 緩沖層 22、η 型 GaN 層 23、InxGahNAnyGahyN 量子阱 26、AlGaN電子阻擋層27、P型GaN層28。其中，In.Ga^.N/I^Gai^N量子阱26包括InxGai_xN阱層24和InyGai_yN壘層25。InxGa^N阱層24的厚度為2nm_5nm，包括一層InxGa1J子阱層24a、一層GaN隧穿層24b和一層InxGa^N子阱層24c，且InxGapxN子阱層24a和InxGa^N子阱層24c的厚度均小于3nm，大于0，且兩層子阱層的厚度之和的范圍為2nm_5nm，包括端點(diǎn)值。
[0092]所述量子阱壘層的厚度一般為4nm_20nm，包括端點(diǎn)值，對(duì)于不同厚度的壘層，可以根據(jù)實(shí)際情況，在生長(zhǎng)壘層過(guò)程中增加GaN隧穿層的層數(shù)，以達(dá)到避免壘層中In聚集的效果O
[0093]如圖3所示，為本實(shí)施例提供的一種在壘層中增加一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管，包括:襯底 31、GaN 或 AlN 緩沖層 32、η 型 GaN 層 33、InxGahNAnyGahyN 量子阱 36、AlGaN電子阻擋層37、P型GaN層38。其中，In.Ga^.N/I^Gai^N量子阱36包括InxGai_xN阱層34和InyGa1J壘層35，本實(shí)施例中InyGa1J壘層35的厚度優(yōu)選為4nm，且包括一層InyGapyN子魚層35a、一層GaN隧穿層35b和一層InyGahyN子魚層35c。在魚層35的厚度大于4nm時(shí)，還可以在壘層35中設(shè)置多層子壘層和位于相鄰兩層子壘層之間的GaN隧穿層，其中多層子壘層的厚度均小于3nm，大于O。
[0094]需要說(shuō)明的是，當(dāng)所述InyGapyN壘層中y為O時(shí)，即所述壘層中不含In，無(wú)論生長(zhǎng)壘層的厚度為多大，均不會(huì)出現(xiàn)In聚集現(xiàn)象，因此此時(shí)，僅需在量子阱的阱層中增設(shè)GaN隧穿層即可，如圖1所示的發(fā)光二極管；當(dāng)0〈y〈l時(shí)，由于所述壘層的厚度為4nm-20nm，包括端點(diǎn)值，相較于阱層來(lái)說(shuō)，壘層厚度較厚，可以優(yōu)選在壘層中增設(shè)GaN隧穿層，如圖2所示的發(fā)光二極管；為保證量子阱的阱層和壘層均不出現(xiàn)In聚集，還可以同時(shí)在量子阱的阱層和壘層中增設(shè)GaN隧穿層。
[0095]如圖4所示，為本實(shí)施例提供的一種在阱層和壘層中同時(shí)增加一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管，包括:襯底41、GaN或AlN緩沖層42、n型GaN層ASUnxGahNZlnyGahN量子阱46,AlGaN 電子阻擋層 47、p 型 GaN 層 48。其中，InxGa^NZlnyGahN 量子阱 46 包括 InxGa1J阱層44和InyGa1J壘層45，本實(shí)施例中InxGai_xN阱層44包括一層InxGa1J子阱層44a、一層GaN隧穿層44b和一層InxGa^N子阱層44c，InyGa1^yN壘層45的厚度優(yōu)選為4nm，且包括一層InyGahyN子魚層45a、一層GaN隧穿層45b和一層IriyGa^N子魚層45c,其中，子講層和子壘層的厚度均小于3nm，大于O。
[0096]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中并不限定所述增設(shè)的GaN隧穿層的位置和層數(shù)，GaN隧穿層還可以為多層，具體可根據(jù)實(shí)際需求而定。本實(shí)施例中GaN隧穿層的厚度范圍優(yōu)選為一個(gè)到幾個(gè)GaN單原子層的厚度，具體為2.5A-7.5A,包括端點(diǎn)值。由于GaN隧穿層的厚度較薄，幾乎100%的載流子都能穿過(guò)，所以不會(huì)影響電子和空穴的移動(dòng)，不會(huì)減少電子-空穴復(fù)合率(即發(fā)光效率)，同時(shí)，由于GaN隧穿層的增加，能夠避免出現(xiàn)In聚集，從而提高InxGa1J或InyGa1J發(fā)光層的晶體質(zhì)量，提高LED的發(fā)光效率。
[0097]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種阱層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其中，所述GaN基發(fā)光二極管可以是單量子阱發(fā)光二極管也可以是多量子阱發(fā)光二極管，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。下面以單量子阱發(fā)光二極管為例進(jìn)行具體說(shuō)明所述阱層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，且本實(shí)施例中以高純氫氣或氮?dú)庾鳛檩d氣，以三甲基鎵和/或三乙基鎵為鎵源；三甲基鋁為鋁源、三甲基銦為銦源、以氨氣為氮源，采用硅烷作為N型摻雜劑、二茂鎂作為P型摻雜劑，采用MOVCD((Metal-organic Chemical Vapor DePosition,金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積)工藝制作形成GaN基發(fā)光二極管為例進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述GaN基發(fā)光二極管的制作原料還可以為其他材料，工藝也可以為其他工藝，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0098]請(qǐng)參考圖5，所述阱層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法包括以下步驟:
[0099]步驟SlOl:提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底；
[0100]本實(shí)施例中所述半導(dǎo)體襯底包括襯底、位于所述襯底表面上的緩沖層，以及位于所述緩沖層表面上的η型GaN層。其中，所述襯底可以為藍(lán)寶石襯底、或氮化鎵襯底、或碳化硅襯底、或硅襯底，本實(shí)施例中對(duì)所述襯底的材料不做限定，優(yōu)選地，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。所述緩沖層可以為氮化鎵緩沖層，也可以為氮化鋁緩沖層，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0101]本實(shí)施例中提供的發(fā)光二極管的制作步驟可以參見(jiàn)圖2所示的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的半導(dǎo)體襯底包括襯底21、位于襯底21表面上的緩沖層22，以及位于緩沖層22表面上的η型GaN層23。
[0102]步驟S102:在η型GaN層23表面生長(zhǎng)形成第一 InxGai_xN子阱層24a ；
[0103]生長(zhǎng)InxGa^N子阱層24a的具體過(guò)程為:在溫度范圍為700°C -800°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成第一 InxGahN子阱層，其中，厚度范圍為0.5nm_2.5nm，包括端點(diǎn)值。
[0104]步驟S103:停止生長(zhǎng)InxGahN子阱層24a的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層24b ；
[0105]第一 InxGahN子阱層24a生長(zhǎng)完成后，在生長(zhǎng)條件不變的情況下，停止通入含銦氣體，繼續(xù)通入含鎵氣體和含氮?dú)怏w，生長(zhǎng)形成厚度為2.5 A-7.5 A的GaN隧穿層，其中所述生長(zhǎng)條件為:溫度范圍為700°c -800°c，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000。即本步驟中僅需將MOCVD設(shè)備提供含銦氣體的銦源通道關(guān)閉即可，其他生長(zhǎng)條件不變。
[0106]步驟S104:通入生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGapxN子阱層24c ；
[0107]在GaN隧穿層24b生長(zhǎng)完畢后，不改變生長(zhǎng)條件，并通入生長(zhǎng)Ιηχ6&1_χΝ子阱層的含銦氣體，在所述GaN隧穿層上生長(zhǎng)一層第二 InxGahN子阱層，所述第二 InxGai_xN子阱層的厚度，本實(shí)施例中不做限定，只要其滿足與所述第一 InxGahN子阱層的厚度之和為2nm_5nm即可。
[0108]步驟S105:在第二 InxGa^N子阱層24c表面生長(zhǎng)形成InyGapyN壘層25，其中，y〈x〈l,0〈χ〈1,O ≤ y〈l；
[0109]在第二 InxGa1^N子講層24c生長(zhǎng)完畢后，生長(zhǎng)InyGahyN魚層25,兩層InxGa1J^子阱層24a、24c與位于兩者之間的GaN隧穿層24b組成新的阱層，再與壘層25形成一個(gè)量子阱，如圖2中的量子阱26所示。
[0110]需要說(shuō)明的是，當(dāng)則所述壘層為GaN層，此時(shí)，生長(zhǎng)InyGa1J壘層的具體過(guò)程為:在溫度范圍為700°C -900°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成壘層，所述壘層的厚度范圍為4nm-20nm,包括端點(diǎn)值。
[0111]當(dāng)InyGai_yN壘層中的y值滿足0〈y〈l時(shí)，所述壘層的生長(zhǎng)過(guò)程為:在溫度范圍為7000C -900°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成壘層，所述壘層的厚度范圍為4nm-20nm,包括端點(diǎn)值。
[0112]由于所述壘層厚度較厚，且未增設(shè)GaN隧穿層，本實(shí)施例中優(yōu)選的所述壘層為GaN壘層。
[0113]步驟S106:在InyGa1J壘層25表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層27和p型GaN層28，形成發(fā)光二極管。
[0114]本實(shí)施例中電子阻擋層27優(yōu)選為AlGaN，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述電子阻擋層還可以為其他材質(zhì),本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0115]本實(shí)施例中提供一種在InxGahNAnyGanN量子阱的InxGa1J阱層中包含一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管的制作方法，在生長(zhǎng)InxGahN阱層的過(guò)程中，生長(zhǎng)InxGapxN阱層一定厚度后，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，然后再繼續(xù)生長(zhǎng)InxGahN阱層，一方面GaN隧穿層的厚度較薄，幾乎100%的載流子都能夠通過(guò)，由于量子隧穿效應(yīng)，不會(huì)對(duì)載流子在量子阱中的傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響；另一方面，GaN隧穿層的制作，能夠避免生長(zhǎng)厚度較厚的InxGahN阱層時(shí)，由于In含量較多，分布不均勻，造成的In聚集現(xiàn)象，從而提高了 InxGahNAnyGahN量子阱阱層的晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0116]需要說(shuō)明的是，上面是以單量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)所述發(fā)光二極管為多量子阱發(fā)光二極管時(shí)，在一個(gè)量子阱制作完成后以及制作電子阻擋層之前還需要再重復(fù)至少一次制作子阱層(該子阱層制作在上一個(gè)量子阱的壘層表面)、隧穿層(該隧穿層的制作可以參考步驟S103)、子阱層(該子阱層的制作可以參考S104)、壘層(該壘層的制作可以參考步驟S105)的步驟，從而形成多量子阱發(fā)光二極管，由于多量子阱發(fā)光二極管與單量子阱發(fā)光二極管的制作方法相似，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本實(shí)施例中提供的單量子阱發(fā)光二極管的制作方法推導(dǎo)出多量子阱發(fā)光二極管的制作方法，因此，本實(shí)施例中不再以多量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0117]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中提供了一種InyGa1J (其中，0〈y〈l)壘層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其中，所述GaN基發(fā)光二極管可以是單量子阱發(fā)光二極管也可以是多量子阱發(fā)光二極管，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。下面以單量子阱發(fā)光二極管為例進(jìn)行具體說(shuō)明所述壘層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，同樣的，本實(shí)施例中以高純氫氣或氮?dú)庾鳛檩d氣，以三甲基鎵和/或三乙基鎵為鎵源；三甲基鋁為鋁源、三甲基銦為銦源、以氨氣為氮源，采用硅烷作為N型摻雜劑、二茂鎂作為P型摻雜齊Li，米用 MOVCD ( (Metal-organic Chemical Vapor DePosition,金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積)工藝制作形成GaN基發(fā)光二極管為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0118]請(qǐng)參考圖6，所述壘層內(nèi)部具有GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管的制作方法包括以下步驟:
[0119]步驟S201:提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底； [0120]本實(shí)施例中所述半導(dǎo)體襯底包括襯底、位于所述襯底表面上的緩沖層，以及位于所述緩沖層表面上的η型GaN層。其中，所述襯底可以為藍(lán)寶石襯底、或氮化鎵襯底、或碳化硅襯底、或硅襯底，本實(shí)施例中對(duì)所述襯底的材料不做限定，優(yōu)選地，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。所述緩沖層可以為氮化鎵緩沖層，也可以為氮化鋁緩沖層，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0121]本實(shí)施例中提供的發(fā)光二極管的制作步驟可以參見(jiàn)圖3所示的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的半導(dǎo)體襯底包括襯底31、位于襯底31表面上的緩沖層32、以及位于緩沖層32表面上的η型GaN層33。
[0122]步驟S202:在η型GaN層33表面生長(zhǎng)形成InxGapxN阱層34 ；
[0123]生長(zhǎng)InxGahN阱層34的具體過(guò)程為:在溫度范圍為700°C -800°C，壓力范圍為50Torr-800Torr, V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成InxGahN阱層，其中，阱層的厚度范圍為2nm_5nm。
[0124]步驟S203:在InxGahN阱層34表面生長(zhǎng)形成第一 InyGai_yN子壘層35a ；
[0125]其中，本實(shí)施例中InyGa1J壘層中的y值滿足0〈y〈I，生長(zhǎng)InyGa1J子壘層的具體過(guò)程為:在溫度范圍為700°C _900°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成InyGapyN子魚層，其中，InyGa1^yN子魚層35a的厚度范圍為0nm-3nm,包括3nm或0nm-4nm,包括4nm。
[0126]步驟S204:停止生長(zhǎng)InyGai_yN的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層35b ；
[0127]第一 InyGai_yN子壘層生長(zhǎng)完成后，在生長(zhǎng)條件不變的情況下，停止通入含銦氣體，繼續(xù)通入含鎵氣體和含氮?dú)怏w，生長(zhǎng)形成厚度為2.5 A-7.5 A的GaN隧穿層，其中所述生長(zhǎng)條件為:溫度范圍為700°c -900°c，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000。即本步驟中僅需將MOCVD設(shè)備提供含銦氣體的銦源通道關(guān)閉即可，其他生長(zhǎng)條件不變。
[0128]步驟S205:通入生長(zhǎng)InyGapyN的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGapyN子壘層35c ；
[0129]第二 InyGa^N子壘層35c的生長(zhǎng)條件與第一 InyGapyN子壘層35a的生長(zhǎng)條件相同。在第二 InyGahyN子魚層35c生長(zhǎng)完畢后,兩層IriyGa^N子魚層35a、35c與位于兩者之間的GaN隧穿層35b組成新的壘層，再與阱層34形成一個(gè)量子阱，如圖3中的量子阱36所示 ο
[0130]由于本實(shí)施例中所述的InyGahyN魚層厚度范圍為4nm-20nm,包括端點(diǎn)值，而在InyGa1^yN的生長(zhǎng)厚度達(dá)到3nm_4nm時(shí)，出現(xiàn)In聚集,因此,本實(shí)施例中優(yōu)選的魚層中的第一InyGa1^yN子魚層和第二 InyGa^N子魚層的厚度均小于3nm,大于O。當(dāng)所述InyGa^N魚層的總厚度較小，如4nm-6nm時(shí),所述魚層中可以僅僅增加一層GaN隧穿層,而當(dāng)所述InyGapyN壘層的總厚度較大，如大于6nm時(shí)，所述壘層中的GaN隧穿層可以為多層，本實(shí)施例中優(yōu)選的，所述GaN隧穿層的層數(shù)范圍為I層-5層。需要說(shuō)明的是，所述GaN隧穿層的具體層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際壘層的總厚度進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)施例中對(duì)此不再進(jìn)行限定。
[0131]當(dāng)所述InyGai_yN壘層的總厚度較大時(shí)，在該步驟之后還可以包括步驟S206:重復(fù)步驟S204和步驟S205，至少一次，即形成至少兩層GaN隧穿層。
[0132]步驟S206:在形成的InyGai_yN子壘層35c表面生長(zhǎng)形成電子阻擋層37和P型GaN層38，形成發(fā)光二極管。
[0133]本實(shí)施例中電子阻擋層37優(yōu)選為AlGaN，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述電子阻擋層還可以為其他材質(zhì),本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0134]本實(shí)施例中提供一種在InxGahNAnyGanN量子阱的InyGa1J壘層中包含一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管的制作方法，在生長(zhǎng)InyGai_yN壘層的過(guò)程中，生長(zhǎng)InyGapyN壘層一定厚度后，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，然后再繼續(xù)生長(zhǎng)InyGai_yN壘層，一方面GaN隧穿層的厚度較薄，幾乎100%的載流子都能夠通過(guò)，由于量子隧穿效應(yīng)，不會(huì)對(duì)載流子在量子阱中的傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響；另一方面，GaN隧穿層的制作，能夠避免生長(zhǎng)厚度較厚的InyGai_yN壘層時(shí)，由于In含量較多,分布不均勻,造成的In聚集現(xiàn)象,從而提高了 InxGahNAnyGapyN量子講魚層的晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0135]需要說(shuō)明的是，上面是以單量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)所述發(fā)光二極管為多量子阱發(fā)光二極管時(shí)，在一個(gè)量子阱制作完成后以及制作電子阻擋層之前還需要再重復(fù)至少一次制作阱層(該子阱層制作在上一個(gè)量子阱的子壘層表面)、子壘層(該子壘層的制作可以參考步驟S203)、隧穿層(該隧穿層的制作可以參考步驟S204)、子壘層(該壘層的制作可以參考步驟S205)的步驟，從而形成多量子阱發(fā)光二極管，由于多量子阱發(fā)光二極管與單量子阱發(fā)光二極管的制作方法相似，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本實(shí)施例中提供的單量子阱發(fā)光二極管的制作方法推導(dǎo)出多量子阱發(fā)光二極管的制作方法，因此，本實(shí)施例中不再以多量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0136]需要說(shuō)明的是，當(dāng)壘層的厚度較厚，且量子阱的個(gè)數(shù)為多個(gè)時(shí)，步驟S205之后，步驟S206之間還包括重復(fù)制作阱層和包括多個(gè)隧穿層的壘層的步驟，本實(shí)施例中不限定上述重復(fù)的次數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際發(fā)光二極管的量子阱個(gè)數(shù)和量子阱中壘層的厚度進(jìn)行設(shè)置。[0137]本發(fā)明的另一實(shí)施例還公開了一種同時(shí)在InxGahNAnyGahN量子講的講層和魚層中增設(shè)GaN隧穿層的GaN基發(fā)光二極管，其中，y〈x〈l，0〈x〈l，0〈y〈l。所述GaN基發(fā)光二極管可以為單量子阱發(fā)光二極管，也可以為多量子阱發(fā)光二極管，本實(shí)施例中以單量子阱為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0138]請(qǐng)參考圖7，所述發(fā)光二極管的制作方法包括以下步驟:
[0139]步驟S301:提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底；
[0140]本實(shí)施例中所述半導(dǎo)體襯底包括襯底、位于所述襯底表面上的緩沖層，以及位于所述緩沖層表面上的η型GaN層。其中，所述襯底可以為藍(lán)寶石襯底、或氮化鎵襯底、或碳化硅襯底、或硅襯底，本實(shí)施例中對(duì)所述襯底的材料不做限定，優(yōu)選地，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。所述緩沖層可以為氮化鎵緩沖層，也可以為氮化鋁緩沖層，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0141]本實(shí)施例中提供的發(fā)光二極管的制作步驟可以參見(jiàn)圖4所示的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述的半導(dǎo)體襯底包括襯底41、位于襯底41表面上的緩沖層42，以及位于緩沖層42表面上的η型GaN層43。
[0142]步驟S302:在η型GaN層43表面生長(zhǎng)形成第一 InxGa1J阱層44a ；
[0143]生長(zhǎng)InxGa^N子阱層44a的具體過(guò)程為:在溫度范圍為700°C -800°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成第一 InxGahN子阱層，其中，厚度范圍為0.5nm_2.5nm，包括端點(diǎn)值。
[0144]步驟S303:停止生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層44b ；
[0145]第一 InxGahN子阱層44a生長(zhǎng)完成后，在生長(zhǎng)條件不變的情況下，停止通入含
銦氣體，繼續(xù)通入含鎵氣體和含氮?dú)怏w，生長(zhǎng)形成厚度為2.5 A-7.5 A的GaN隧穿層，其中所述生長(zhǎng)條件為:溫度范圍為700°c -800°c，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000。即本步驟中僅需將MOCVD設(shè)備提供含銦氣體的銦源通道關(guān)閉即可，其他生長(zhǎng)條件不變。
[0146]步驟S304:通入生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGapxN子阱層44c ；
[0147]在GaN隧穿層44b生長(zhǎng)完畢后，不改變生長(zhǎng)條件，并通入生長(zhǎng)InxGapxN子阱層的含銦氣體，在所述GaN隧穿層上生長(zhǎng)一層第二 InxGahN子阱層44c，所述第二 InxGai_xN子阱層的厚度，本實(shí)施例中不做限定，只要其滿足與所述第一 InxGahN子阱層的厚度之和為2nm_5nm SP 可。
[0148]步驟S305:在第二 InxGahN子阱層44c表面生長(zhǎng)形成第一 InyGai_yN子壘層45a ；
[0149]本實(shí)施例中InyGai_yN壘層中的y值滿足0〈y〈l，所述壘層的生長(zhǎng)過(guò)程為:在溫度范圍為700°C _900°C，壓力范圍為50Torr-800Torr，V/III比為300-20000的條件下，同時(shí)通入含鎵的氣體、含銦的氣體和含氮的氣體，通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)形成壘層，所述壘層的厚度范圍為4nm-20nm, 包括端點(diǎn)值。
[0150]步驟S306:停止生長(zhǎng)InyGa1J的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層45b ；
[0151]在生長(zhǎng)條件不變的情況下，關(guān)閉含銦氣體的通道，僅繼續(xù)通入含鎵氣體和含氮?dú)怏w，生長(zhǎng)形成厚度為2.5 A-7.5 A GaN隧穿層45b。[0152]步驟S307:通入生長(zhǎng)InyGa1J的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGa1J子壘層45c ；
[0153]第二 InyGa^N子壘層45c的生長(zhǎng)條件與第一 InyGapyN子壘層45a的生長(zhǎng)條件相同。在第二 InyGahyN子魚層45c生長(zhǎng)完畢后,兩層InxGa1J^子講層44a、44c與位于兩者之間的GaN隧穿層44b組成新的講層44,兩層InyGapyN子講層45a、45c與位于兩者之間的GaN隧穿層45b組成新的壘層45，阱層44與壘層45形成一個(gè)量子阱46，如圖4中的量子阱46所示。
[0154]由于本實(shí)施例中所述的InyGapyN魚層厚度范圍為4nm-20nm,包括端點(diǎn)值。當(dāng)所述InyGa1^yN魚層的總厚度較小，如4nm_6nm時(shí),所述魚層中可以僅僅增加一層GaN隧穿層,而當(dāng)所述InyGai_yN壘層的總厚度較大，如大于6nm時(shí)，所述壘層中的GaN隧穿層可以為多層，本實(shí)施例中優(yōu)選的，所述GaN隧穿層的層數(shù)范圍為I層-5層。需要說(shuō)明的是，所述GaN隧穿層的具體層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際壘層的總厚度進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)施例中對(duì)此不再進(jìn)行限定。
[0155]當(dāng)所述InyGapyN魚層的總厚度較大時(shí),在該步驟之后還可以包括步驟S3071:重復(fù)步驟S306和步驟S307，至少一次，即形成至少兩層GaN隧穿層。
[0156]步驟S308:在InyGai_yN壘層表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層47和p型GaN層48，形成發(fā)光二極管。
[0157]本實(shí)施例中電子阻擋層47優(yōu)選為AlGaN，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述電子阻擋層還可以為其他材質(zhì),本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。
[0158]本實(shí)施例中提供一種在InxGa1JVlnyGa1IN量子講的InxGa^xN講層和InyGatyN魚層中均包含至少一層GaN隧穿層的發(fā)光二極管的制作方法，在生長(zhǎng)量子阱的過(guò)程中，生長(zhǎng)一定厚度的InGaN后，生長(zhǎng)一層GaN隧穿層，然后再繼續(xù)生長(zhǎng)InGaN層。一方面GaN隧穿層的厚度較薄，幾乎100%的載流子都能夠通過(guò)，由于量子隧穿效應(yīng)，不會(huì)對(duì)載流子在量子阱中的傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響；另一方面，GaN隧穿層的制作，能夠避免生長(zhǎng)厚度較厚的InGaN層時(shí)，由于In含量較多，分布不均勻,造成的In聚集現(xiàn)象,從而提高了 InxGahNAnyGapyN量子阱阱層和壘層的晶體質(zhì)量，進(jìn)而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0159]需要說(shuō)明的是，上面是以單量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)所述發(fā)光二極管為多量子阱發(fā)光二極管時(shí)，在一個(gè)量子阱制作完成后以及制作電子阻擋層之前還需要再重復(fù)至少一次制作阱層和壘層的步驟，從而形成多量子阱發(fā)光二極管，由于多量子阱發(fā)光二極管與單量子阱發(fā)光二極管的制作方法相似，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本實(shí)施例中提供的單量子阱發(fā)光二極管的制作方法推導(dǎo)出多量子阱發(fā)光二極管的制作方法，因此，本實(shí)施例中不再以多量子阱為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0160]需要說(shuō)明的是，當(dāng)壘層的厚度較厚，且量子阱的個(gè)數(shù)為多個(gè)時(shí)，發(fā)光二極管的制作方法為:步驟S301至步驟S307，然后進(jìn)行步驟S3071，之后再重復(fù)步驟S302至步驟S3071至少一次，最終形成具有多個(gè)量子阱，且每一個(gè)量子阱中的阱層均包括一層GaN隧穿層，每一個(gè)量子阱的壘層中均包括至少兩個(gè)GaN隧穿層的發(fā)光二極管。
[0161]本說(shuō)明書中各個(gè)部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他部分的不同之處，各個(gè) 部分之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0162]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種GaN基發(fā)光二極管,其特征在于,包括: 襯底； 位于所述襯底表面的緩沖層； 位于所述緩沖層表面的η型GaN層； 位于所述η型GaN層表面的至少一個(gè)量子阱，所述量子阱包括阱層和位于所述阱層表面上的壘層，所述阱層為InxGa^N阱層，所述壘層為InyGa^N壘層，其中，y〈x〈l，0〈x〈l，O ( y〈l，所述阱層和/或所述壘層的內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層； 位于所述量子阱表面的電子阻擋層； 位于所述電子阻擋層表面的P型GaN層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，所述量子阱中的阱層為包括兩層子阱層和位于所述兩層子阱層之間的一層GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，所述兩層子阱層的厚度均小于3nm，大于O，且兩層子阱層的厚度之和的范圍為2nm-5nm，包括端點(diǎn)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，當(dāng)0〈y〈l時(shí)，所述量子阱中的壘層為包括多層子壘層和位于相鄰兩層子壘層之間的GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，當(dāng)0〈y〈l時(shí)，所述量子阱中的阱層和所述壘層的內(nèi)部均具有至少一層GaN隧穿層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，所述多層子壘層的厚度均小于3nm，大于O，且所述多層子壘層的厚度之和的范圍為4nm-20nm，包括端點(diǎn)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1_3、6任意一項(xiàng)所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，所述GaN隧穿層的厚度范圍為2.5A-7.5 A,包括端點(diǎn)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的GaN基發(fā)光二極管，其特征在于，所述量子阱的個(gè)數(shù)為1-20個(gè)。
9.一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述GaN基發(fā)光二極管的量子阱的阱層內(nèi)部具有至少一層GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)； 所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為: Al、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底； B1、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成第一 InxGapxN子講層； Cl、停止生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層； D1、通入生長(zhǎng)InxGa^N子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGa^N子阱層； Ε1、在第二 InxGa1^N子講層表面生長(zhǎng)形成InyGahyN魚層,其中,y〈x〈l, 0〈χ〈1,0 ( y〈l ； F1、在InyGai_yN壘層表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層和P型GaN層，形成發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟El和步驟Fl之間還包括: E11、在InyGa^N壘層表面繼續(xù)生長(zhǎng)形成第一 InxGa^N子阱層； E12、重復(fù)步驟Cl、步驟Dl和步驟El至少一次。
12.—種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱的壘層為包括多層InyGa1^yN子壘層和位于相鄰兩層InyGai_yN子壘層之間的GaN隧穿層的多層結(jié)構(gòu)，其中，0<y<l ； 所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為: A2、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底； Β2、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成InxGai_xN阱層； C2、在所述InxGa^N阱層表面生長(zhǎng)形成第一 InyGa^N子壘層； D2、停止生長(zhǎng)InyGai_yN的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層； E2、通入生長(zhǎng)InyGa1J的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGa1J子壘層； G2、在形成的InyGahyN子魚層表面生長(zhǎng)形成電子阻擋層和p型GaN層，形成發(fā)光二極管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，在步驟E2與步驟G2之間還包括: F2、重復(fù)步驟D2和步驟E2，至少一次。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟F2和步驟G2之間還包括: F21、在InyGai_yN子壘層表面形成InxGa1J阱層； F22、重復(fù)步驟C2至步驟F2至少一次。
16.一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱的InxGahN阱層和InyGa1^yN壘層的內(nèi)部均具有至少一層GaN隧穿層，其中，y<x< I，0〈x〈 I，0〈y〈 I ; 所述GaN基發(fā)光二極管的制作方法為: A3、提供具有緩沖層和η型GaN層的半導(dǎo)體襯底； Β3、在所述η型GaN層表面生長(zhǎng)形成第一 InxGapxN子講層； C3、停止生長(zhǎng)InxGahN子阱層的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層； D3、通入生長(zhǎng)InxGa^N子阱層的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InxGa^N子阱層； Ε3、在第二 InxGa^N子講層表面生長(zhǎng)形成第一 InyGapyN子魚層； F3、停止生長(zhǎng)InyGai_yN的含銦氣體通入，生長(zhǎng)形成GaN隧穿層； G3、通入生長(zhǎng)InyGa1J的含銦氣體，生長(zhǎng)形成第二 InyGa1J子壘層； 13、在InyGai_yN壘層表面依次生長(zhǎng)形成電子阻擋層和P型GaN層，形成發(fā)光二極管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，在步驟G3和步驟13之間還包括: H3、重復(fù)步驟F3和步驟G3，至少一次。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述量子阱為多個(gè)時(shí)，在步驟H3和步驟13之間還包括: H31、在InyGahyN子魚層表面形成第一 InxGa1J^子講層；H32、重復(fù) 步驟C3至步驟H3，至少一次。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK103794690SQ201410055139
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】張冀, 李鵬 申請(qǐng)人:佛山市國(guó)星半導(dǎo)體技術(shù)有限公司