一種氮化物發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化物發(fā)光二極管，依次包括襯底，N型氮化物，多量子阱，V形坑，第一AlN/AlxGa1?xN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二AlN/AlxGa1?xN超晶格組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，P型氮化物以及P型接觸層，所述多量子阱區(qū)域的V形坑中沉積第一AlN/AlxGa1?xN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二AlN/AlxGa1?xN超晶格的復(fù)合結(jié)構(gòu)，V形坑上下兩組AlN/AlxGa1?xN超晶格結(jié)構(gòu)，將位錯(cuò)阻擋在V形坑中，阻擋其繼續(xù)往上延伸，有效地減少位錯(cuò)，降低非輻射復(fù)合，降低漏電和改善ESD，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度；而兩組超晶格結(jié)構(gòu)中間的In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)組成的混合局域量子態(tài)，提升量子阱的量子效應(yīng)，進(jìn)一步提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。
【專利說明】
一種氮化物發(fā)光二極管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件領(lǐng)域，特別是一種氮化物發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，發(fā)光二極管(LED)，特別是氮化物發(fā)光二極管因其較高的發(fā)光效率，在普通照明領(lǐng)域已取得廣泛的應(yīng)用。因氮化物發(fā)光二極管的底層存在缺陷，導(dǎo)致生長量子阱時(shí)缺陷延伸會形成V形坑，形成非輻射復(fù)合中心，導(dǎo)致電子容易通過V形坑的漏電通道泄漏，形成漏電和非福射復(fù)合，降低發(fā)光強(qiáng)度和ESD。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種氮化物發(fā)光二極管，通過在多量子阱區(qū)域的V]形坑(V-shape pits)沉積第一AlN/AlxGai—XN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二 AlN/AlxGa1-xN超晶格的復(fù)合結(jié)構(gòu)，V形坑上下兩組AlN/AlxGa1-xN超晶格結(jié)構(gòu)，將位錯(cuò)阻擋在V形坑中，阻擋其繼續(xù)往上延伸，有效地減少位錯(cuò)，降低非輻射復(fù)合，降低漏電和改善ESD，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度;而兩組超晶格結(jié)構(gòu)中間的In量子點(diǎn)和InN量子點(diǎn)組成的混合局域量子態(tài)，提升量子阱的量子效應(yīng)，進(jìn)一步提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。
[0004]—種氮化物發(fā)光二極管，依次包括襯底，緩沖層，N型氮化物，多量子阱，V形坑，第一 AlN/AlxGa1-xN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二 AlN/AlxGa1-xN超晶格組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，P型氮化物，以及P型接觸層，其中多量子阱區(qū)域的V形坑(V-shape pits)中沉積第一AIN/AI xGa1-xN超晶格、I η量子點(diǎn)/1 ηΝ量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二AIN/AlxGapxN超晶格的復(fù)合結(jié)構(gòu)，V形坑上下兩組AlN/AlxGa1-xN超晶格結(jié)構(gòu)，將位錯(cuò)阻擋在V形坑中，阻擋其繼續(xù)往上延伸，有效地減少位錯(cuò)，降低非輻射復(fù)合，降低漏電和改善ESD，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度;而兩組超晶格結(jié)構(gòu)中間的In量子點(diǎn)和InN量子點(diǎn)組成的混合局域量子態(tài)，提升量子阱的量子效應(yīng)，進(jìn)一步提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。
[0005]進(jìn)一步地，所述V形坑的第一、第二 AlN/AlxGa1-xN超晶格之間沉積In量子點(diǎn)和InN量子點(diǎn)組成的局域量子態(tài)，該量子態(tài)可提升多量子阱的量子效應(yīng)，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。
[0006]進(jìn)一步地，所述第一 AlN/AlxGai—XN超晶格的厚度為I?lOOnm，優(yōu)選厚度為5nm，Al組分X: 0〈χ〈1，優(yōu)選Al組分為0.3。
[0007]進(jìn)一步地，所述第二 AlNAlxGa1-XN超晶格的厚度為I?lOOnm，優(yōu)選厚度為5nm，Al組分X: 0〈χ〈1，優(yōu)選Al組分為0.3。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一、二AlN/AlxGa1-xN超晶格的周期為N(N>=1)，優(yōu)選擇周期為3對。
[0009]進(jìn)一步地，所述多量子講區(qū)域的V形坑的大小為50?500 nm，優(yōu)選大小為lOOnm。
[0010]進(jìn)一步地，所述V形坑中的In量子點(diǎn)尺寸為I?10nm，優(yōu)選5nm。
[0011]進(jìn)一步地，所述V形坑中的InN量子點(diǎn)尺寸為I?10nm，優(yōu)選5nm。
[0012]進(jìn)一步地，所述V形坑中的第一、第二AlN/AlxGa1-xN超晶格形成腔體對In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成包覆，防止量子點(diǎn)析出和擴(kuò)散，保護(hù)量子點(diǎn)的形貌和提升量子效應(yīng)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的傳統(tǒng)氮化物發(fā)光二極管的示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的氮化物發(fā)光二極管的示意圖。
[0015]圖示說明:100:襯底，101:緩沖層，102:N型氮化物，103:多量子阱，104:第一AlN/AlxGa1-XN超晶格(104a/104b)、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)(104c)、第二 AlN/AlxGai—xN超晶格(104d/104e)組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，105: P型氮化物，106: P型接觸層。
【具體實(shí)施方式】
[0016]傳統(tǒng)的氮化物發(fā)光二極管，因晶格失配和熱失配在氮化物生長過程中會形成缺陷，生長多量子阱時(shí)該位錯(cuò)會延伸形成V形坑，如圖1所示;該V形坑形成非輻射復(fù)合中心，導(dǎo)致電子容易通過V-pits的漏電通道泄漏，形成漏電和非輻射復(fù)合，降低發(fā)光強(qiáng)度和ESD。
[0017]為了解決常規(guī)的氮化物L(fēng)ED中V形坑形成漏電通道和非輻射復(fù)合中心的問題，本發(fā)明提出一種氮化物發(fā)光二極管，如圖2所示，依次包括:襯底100，緩沖層1I，N型氮化物102，多量子阱103，第一 AlNAlxGa1-XN超晶格(104a/104b)、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)(104c)、第二 AlN/AlxGai—XN超晶格(104d/104e)組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)104，P型氮化物105以及P型接觸層106。
[0018]首先，采用MOCVD設(shè)備在襯底上依次沉積緩沖層、N型氮化物、多量子阱。多量子阱具有尺寸約1 Onm的V形坑。然后，在量子阱的V形坑依次沉積第一 AIN/AI xGa1-XN超晶格(104&/10仙)，厚度為51111141組分1為0.3，超晶格周期為3對;接著，沉積111量子點(diǎn)和11^量子點(diǎn)104(:的混合量子區(qū)域，大小為5nm/5nm，形成局域量子態(tài);再沉積第二 AlN/AlxGai—XN超晶格(104d/104e)，厚度為5nm，Al組分X為0.3，超晶格周期為3對。通過第一411^^14&1^超晶格(104a/104b)、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)(104c)、第二 AlNAlxGa1-XN超晶格(104d/104e)組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)104將位錯(cuò)阻擋在V形坑中，阻止位錯(cuò)繼續(xù)向P型氮化物延伸。最后，制作P型氮化物105和P型接觸層106，形成氮化物發(fā)光二極管的外延片。
[0019]多量子阱區(qū)域的V形坑(V-shapepits)沉積第一AlN/AlxGai—XN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二 AlN/AlxGa^N超晶格的復(fù)合結(jié)構(gòu)，V形坑上下兩組AlN/AlxGapxN超晶格結(jié)構(gòu)，將位錯(cuò)阻擋在V形坑中，阻擋其繼續(xù)往上延伸，有效地減少位錯(cuò)，降低非輻射復(fù)合，降低漏電和改善ESD，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度;而兩組超晶格結(jié)構(gòu)中間的In量子點(diǎn)和InN量子點(diǎn)組成的混合局域量子態(tài)，同時(shí)，第一、第二AlN/AlxGa1-xN超晶格形成腔體對I η量子點(diǎn)/1 η N量子點(diǎn)形成包覆，防止量子點(diǎn)析出和擴(kuò)散，保護(hù)量子點(diǎn)的形貌和提升量子效應(yīng)，進(jìn)一步提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。
[0020]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非用于限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修飾和變動(dòng)，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)視權(quán)利要求書范圍限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氮化物發(fā)光二極管，依次包括襯底，N型氮化物，多量子阱，V形坑，第一AlN/AlxGapxN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二 AlN/AlxGa1-xN超晶格組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，P型氮化物以及P型接觸層，所述多量子阱區(qū)域的V形坑中沉積第一AlN/AlxGa1-XN超晶格、In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成的局域量子態(tài)、第二 AlN/AlxGai—XN超晶格的復(fù)合結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述V形坑的第一、第二AlN/AlxGa1-xN超晶格之間沉積In量子點(diǎn)和InN量子點(diǎn)組成的局域量子態(tài)，用于提升多量子阱的量子效應(yīng)，提升發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述第一AlN/AlxGa^N超晶格的厚度為I?100nm，AUi*X:0〈X〈lo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述第二AlN/AlxGa^N超晶格的厚度為I?100nm，AUi*X:0〈X〈lo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述第一、二AlN/AlxGa1-XN超晶格的周期為N和M(N>=1，M>=1)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述多量子阱區(qū)域的V形坑的大小為50~500 nm07.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述V形坑中的In量子點(diǎn)尺寸為I^lOOnm08.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述V形坑中的InN量子點(diǎn)尺寸為l~100nmo9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極管，其特征在于:所述V形坑中的第一、第二 AlN/AlxGa1-xN超晶格形成腔體對In量子點(diǎn)/InN量子點(diǎn)形成包覆，防止量子點(diǎn)析出和擴(kuò)散，保護(hù)量子點(diǎn)的形貌和提升量子效應(yīng)。
【文檔編號】H01L33/14GK105870273SQ201610384832
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】鄭錦堅(jiān), 李志明, 鐘志白, 楊煥榮, 廖樹濤, 杜偉華, 伍明躍, 周啟倫, 林峰, 李水清, 康俊勇
【申請人】廈門市三安光電科技有限公司