[发明专利]发光二极管及其制造方法有效
申请号: | 202010143181.9 | 申请日: | 2020-03-04 |
公开(公告)号: | CN111554782B | 公开(公告)日: | 2021-08-17 |
发明(设计)人: | 王国斌;王建峰;徐科 | 申请(专利权)人: | 江苏第三代半导体研究院有限公司 |
主分类号: | H01L33/06 | 分类号: | H01L33/06;H01L33/00;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32 |
代理公司: | 上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙) 31294 | 代理人: | 孙佳胤 |
地址: | 215123 江苏省苏州市苏州工业园*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 发光二极管 及其 制造 方法 | ||
1.一种发光二极管,包括自支撑衬底层,以及所述自支撑衬底表面的n型半导体层、发光层、以及p型半导体层,其特征在于,所述发光层包括电子扩展层、超晶格有源区、和空穴增强层;
所述自支撑衬底为GaN自支撑衬底,所述n型半导体层、发光层、以及p型半导体层依次为n型GaN层、发光层、以及p型GaN层,所述发光层包括Alx1Iny1GaN材料构成的电子扩展层、InGaN材料构成的超晶格有源区、和Alx2Iny2GaN材料构成的空穴增强层;所述x1小于y1,所述x2大于y2。
2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述超晶格有源区包括多层交替生长的发光阱层和发光垒层。
3.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,包括不少于30层彼此交替的发光阱层和发光垒层,发光阱层的单层厚度区间为2~3nm,发光垒层的单层厚度区间为4~8nm,以形成小电流密度下的电子空穴的隧穿效应。
4.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,电子扩展层的厚度大于100nm,空穴增强层厚度小于30nm。
5.一种发光二极管的制造方法,所述发光二极管包括GaN自支撑衬底,以及GaN自支撑衬底表面的n型GaN层、发光层、以及p型GaN层;
所述发光层包括Alx1Iny1GaN材料构成的电子扩展层、InGaN材料构成的超晶格有源区、和Alx2Iny2GaN材料构成的空穴增强层;所述x1小于y1,所述x2大于y2;
所述方法包括外延生长电子扩展层与空穴增强层的步骤,其特征在于:
所述外延生长电子扩展层的温度大于外延生长空穴增强层的温度;
所述外延生长电子扩展层的气压小于外延生长空穴增强层的气压;
所述外延生长电子扩展层的气相物质Al组分高于In组分;
所述外延生长空穴增强层的气相物质Al组分低于In组分。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述外延生长电子扩展层的生长温度为1000-1100℃、生长气压为50-150毫巴、气相物质中的Al组分为15-25%、In组分为5-15%;外延生长空穴增强层的生长温度为750-850℃、生长气压为600-700毫巴、气相物质中的Al组分为0-10%、In组分为10-20%。
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