[发明专利]一种发光二极管的生长方法及发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管的生长方法及发光二极管。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，LED具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、户外全彩显示屏等。

现有的LED的生长方法包括：依次在衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、P型层。其中，有源层由InGaN层和GaN层交替生长形成。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

InGaN层和GaN层的生长温度是固定不变的，由于生长温度越高，反应越迅速和完全，晶格质量越好，同时生长温度越高，In析出越严重(In不能掺杂到晶格中)，析出的In不能有效参与反应，InGaN层被破坏，为了兼顾晶格质量和In的并入效率(In掺入晶格中的多少)，对InGaN层的生长温度设置要求很高，增加了工艺难度和风险。而且InGaN与GaN属于异质，InGaN层和GaN层之间会存在很大的应力，导致极化效应和晶格失配，晶格质量较差，降低了电子和空穴在InGaN层中的复合效率，降低了发光二极管的发光效率。

发明内容

为了解决现有技术工艺难度和风险较高、发光二极管的发光效率较低的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的生长方法及发光二极管。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的生长方法，所述生长方法包括：

依次在衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层；

在所述N型层上交替生长高温InGaN阱层和高温GaN垒层，形成高温有源层；

在所述高温有源层上生长若干层低温有源子层，形成低温有源层；

在所述低温有源层上生长P型层；

其中，生长每层所述低温有源子层，包括：

生长低温InGaN阱层，所述低温InGaN阱层的生长温度低于所述高温InGaN阱层的生长温度；

开启N源和In源，形成InN；

关闭In源和开启Ga源，形成GaN，并且之前形成的InN渗入所述GaN中生成低温InGaN垒层，所述低温InGaN垒层的生长温度低于所述高温GaN垒层的生长温度；

开启Al源，在所述低温InGaN垒层上生长AlGaN垒层，所述AlGaN垒层的生长温度低于所述高温GaN垒层的生长温度。

可选地，所述高温InGaN阱层的生长温度为780-820℃，所述高温GaN垒层的生长温度为890-940℃。

可选地，所述高温InGaN阱层的厚度为1-3nm，所述高温GaN垒层的厚度为10-12nm。

可选地，所述高温InGaN阱层的层数为4-10，所述高温GaN垒层的层数为4-10。

可选地，所述低温InGaN阱层的生长温度为760-790℃，所述低温InGaN垒层和所述AlGaN垒层的生长温度为880-930℃。

可选地，所述低温InGaN阱层的厚度为2-3.5nm，所述低温InGaN垒层和所述AlGaN垒层的厚度之和为8-10nm。

可选地，所述低温有源子层的层数为8-14。

另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、P型层，在所述N型层和所述P型层之间依次生长高温有源层、低温有源层，所述高温有源层由交替生长的高温InGaN阱层和高温GaN垒层形成，所述低温有源层由若干层低温有源子层形成，每层所述低温有源子层包括依次层叠的低温InGaN阱层、低温InGaN垒层、AlGaN垒层，所述低温InGaN阱层的生长温度低于所述高温InGaN阱层的生长温度，所述低温InGaN垒层是由先形成的InN渗入后形成的GaN中生成的，所述低温InGaN垒层的生长温度和所述AlGaN垒层的生长温度均低于所述高温GaN垒层的生长温度。

可选地，所述高温InGaN阱层的生长温度为780-820℃，所述高温GaN垒层的生长温度为890-940℃。

可选地，所述低温InGaN阱层的生长温度为760-790℃，所述低温InGaN垒层和所述AlGaN垒层的生长温度为880-930℃。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：