[发明专利]一种发光二极管外延生长方法及发光二极管

说明书

本发明公开一种发光二极管外延生长方法，包括：处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长MgInN/ZnGaN超晶格层、生长In_xGa_(1‑x)N/GaN发光层、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层、降温冷却得到发光二极管。本发明提升了LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管的技术领域，更具体地，涉及一种发光二极管外延生长方法及发光二极管。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是一种固体照明器件，LED作为照明光源与现有传统照明光源相比，具有体积小、耗电量低、节约能源、使用寿命长、亮度高、环保、坚固耐用、色彩丰富等优点。目前国内生产LED的规模正在逐步扩大，市场上对LED的需求及LED光效的需求与日俱增。目前，国内生产LED的规模也在逐步扩大，随着人们生活水平的提高，市场上对提升LED亮度和光效的需求与日俱增，用户广泛关注的是希望获得更省电、亮度更高、光效更好的LED，这就对LED的生产提出了更高的要求。如何生长发光效率更好的LED日益受到重视。

而LED外延层作为LED的重要组成部分，对LED发光效率起着极其重要的作用，因为外延层晶体质量的提高，可以使得LED器件的性能得以提升，进而提升LED的发光效率、寿命、抗老化能力、抗静电能力、稳定性。

传统的LED结构包括如下外延结构：基板蓝宝石衬底、低温缓冲层GaN层、不掺杂的GaN层、掺杂Si的N型GaN层、发光层(由In_xGa_(1-x)N层和GaN层周期性生长得到)、P型AlGaN层、掺Mg的P型GaN层、ITO层、保护层SiO₂层、P电极及N电极。

目前LED的量子效率依然不高，在大电流下会出现DROOP效应，即在大电流下LED发光效率下降。如采用传统LED外延生长工艺制备外延片，大电流下，掺杂Si的N型GaN层中不能阻挡电子传输的速度，速度过快的电子传输到发光层后导致电子拥挤，过多的电子就会进入P层产生非发光复合，进而导致LED中电子在LED的发光层内部消耗掉而出现LED发光效率降低的问题，造成严重的DROOP效应，导致功率型GaN基LED发光效率降低，影响LED的节能效果。

因此，提供一种改善LED外延结构并提升LED发光效率的方案是本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管外延生长方法及发光二极管，解决了现有技术中LED外延结构在大电流下会出现发光效率降低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种发光二极管外延生长方法，包括：处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲层GaN、生长不掺杂GaN层、生长掺杂Si的N型GaN层、生长MgInN/ZnGaN超晶格层、生长In_xGa_(1-x)N/GaN发光层、生长P型AlGaN层、生长掺镁的P型GaN层、降温冷却得到发光二极管；其中，

生长MgInN/ZnGaN超晶格层，进一步包括：

在反应腔压力为500-750mbar、温度为950-1000℃，通入流量为50000-55000sccm的NH₃、50-70sccm的TMGa、90-110L/min的H₂、1200-1400sccm的TMIn、900-1000sccm的Cp₂Mg及1000sccm-1500sccm的二甲基锌DMZn生长MgInN/ZnGaN超晶格层：