[发明专利]UV发光二极管

说明书

这里公开了一种UV发光二极管。该UV发光二极管包括：第一导电型半导体层；第一应力调节层，设置在第一导电型半导体层上，并且包括第一氮化物层和第二氮化物层，其中，第一氮化物层包括Al，第二氮化物层设置在第一氮化物层上并且具有比第一氮化物层的Al组成比低的Al组成比；活性层，设置在第一应力调节层上；以及第二导电型半导体层，设置在活性层上，其中，第一应力调节层包括插入第一氮化物层中的Al增量层，插入Al增量层的第一氮化物层的下表面具有比直接设置在第一氮化物层上的第二氮化物层的下表面的平均拉应力大的平均拉应力。

本申请是申请日为2016年3月29日、申请号为201680021241.1、题为“UV发光二极管”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开的示例性实施例涉及一种紫外(UV)发光二极管，更具体地涉及一种包括应力可调节层的UV发光二极管，以改善半导体层的结晶度。

背景技术

因为UV发光二极管发射具有相对短的峰值波长(通常，400nm或更小的峰值波长)的光，所以在使用氮化物半导体制造UV发光二极管时，发光区域由包含10％或更多的Al的AlGaN形成。在这样的UV发光二极管中，如果n型和p型氮化物半导体层具有比从活性层发射的UV光的能量小的能量带隙，则从活性层发射的UV光会被吸收到发光二极管中的n型和p型氮化物半导体层中。那么，发光二极管的发光效率遭受显著劣化。因此，不仅 UV发光二极管的活性层，而且放置在UV发光二极管的发光方向上的其它半导体层(具体地，n型半导体层)含有10％或更多的Al。

在制造UV发光二极管时，蓝宝石基底通常用作生长基底。然而，当在蓝宝石基底上生长包含10％或更多的Al的Al_xGa_(1-x)N层(0.1≤x≤1)时，由于高的Al组成比，UV发光二极管遭受由热或结构变形导致的裂纹或破裂。该问题由蓝宝石基底与Al_xGa_(1-x)N层(0.1≤x≤1)之间的晶格失配或热膨胀系数的差异导致。具体地，由于具有相对高的热膨胀系数的蓝宝石衬底与具有相对低的热膨胀系数的氮化物半导体之间的热膨胀系数的差异，当在高温下 (在大约1000℃或更高的温度下)生长氮化物半导体时，晶片遭受弯曲成凹形状。当生长温度再次降低时，晶片再次变平或弯曲成凸形状。由于晶片的弯曲，拉应力在晶片的向上方向上逐渐增加，从而导致氮化物半导体中裂纹的产生。这样的裂纹导致发光二极管的生产成品率和质量的劣化。

发明内容

技术问题

本公开的示例性实施例提供了一种包括通过降低半导体层中产生裂纹的可能性而具有改善的结晶度的半导体层的UV发光二极管。

技术方案

根据本公开的一个方面，一种UV发光二极管包括：第一导电型半导体层；第一应力调节层，设置在第一导电型半导体层上，并且包括第一氮化物层和第二氮化物层，其中，第一氮化物层包括Al，第二氮化物层设置在第一氮化物层上，并且具有比第一氮化物层的Al组成比低的Al组成比；活性层，设置在第一应力调节层上；以及第二导电型半导体层，设置在活性层上，其中，第一应力调节层包括插入第一氮化物层中的Al增量层，插入Al增量层的第一氮化物层的下表面具有比直接设置在插入Al增量层的第一氮化物层上的第二氮化物层的下表面的平均拉应力大的平均拉应力。

根据本公开的另一方面，一种UV发光二极管包括：第一导电型半导体层；应力调节层，设置在第一导电型半导体层上，并且包括多层结构和插入构成多层结构的层中的至少一层中的Al增量层；活性层，设置在应力调节层上；以及第二导电型半导体层，设置在活性层上，其中，Al增量层的晶格参数小于应力调节层的平均晶格参数，应力调节层向设置在应力调节层上的其它层施加比通过具有与应力调节层的平均组成比相同的组成比的单层施加的压应力大的压应力。