[发明专利]一种氮化镓基发光二极管结构及其制备方法

说明书

一种氮化镓基发光二极管结构，依次包括衬底、底层、N型层、发光层和P型层，其特征在于：所述P型层由电子阻挡层、至少一层能带变形层和空穴注入层组成，所述能带变形层插入于电子阻挡层之内或位于电子阻挡层与空穴注入层之间或插入于空穴注入层之内或位于空穴注入层之上；所述能带变形层为碳杂质含量不高于5×10¹⁶cm^‑3的非P型层；所述低碳杂质含量使得能带变形层的能带弯曲，增加能带变形层与相邻层的接触界面上二维空穴气浓度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种氮化镓基发光二极管结构及其制备方法。

背景技术

传统的氮化镓基发光二极管的外延片包括衬底，在衬底上依次生长的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层。随着发光二极管的应用越来越广泛，其对于发光二极管的亮度需求也相应提升。而目前，除了持续调整量子阱发光层的技术工艺外，如何降低P型厚度，进而降低吸光效应也是主要重点，但厚度的下降将带来抗静电能力的下降及电压上升，因此如何控制P型材料及阻值是目前研究的一个重要内容。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用在P型层中加入三乙基镓生长的能带变形层，利用三乙基镓生长的材料层碳含量低的特性，使得能带变形层与相邻层接触面上能带弯曲，增强P型层的二维空穴气浓度，降低P型层的电阻，进而降低发光二极管的电压。

本发明提供的技术方案为：一种氮化镓基发光二极管结构，依次包括衬底、底层、N型层、发光层和P型层，其特征在于：所述P型层由电子阻挡层、至少一层能带变形层和空穴注入层组成，所述能带变形层插入于电子阻挡层之内或位于电子阻挡层与空穴注入层之间或插入于空穴注入层之内或位于空穴注入层之上；所述能带变形层为碳杂质含量不高于5×10¹⁶cm^-3的非P型层；所述低碳杂质含量使得能带变形层的能带弯曲，增加能带变形层与相邻层的接触界面上二维空穴气浓度。

优选的所述能带变形层插入于空穴注入层之内或位于空穴注入层之上时，与空穴注入层的厚度关系满足1:1～1:10。

优选的，所述能带变形层为非掺杂层或N型掺杂层。

优选的，所述能带变形层为N型掺杂层时，N型杂质浓度小于或等于8×10¹⁶cm^-3。

优选的，所述能带变形层为包含铟元素的非掺杂氮化铟镓层。

优选的，所述电子阻挡层为pAlGaN单层或pAlGaN / pGaN超晶格结构或pAlGaN /pInGaN/pGaN超晶格结构或pAlGaN / pInGaN超晶格结构。

优选的，所述能带变形层厚度为1埃～10埃。

优选的，所述能带变形层为厚度渐变层或厚度均匀层。

本发明同时提出一种氮化镓基发光二级管的制备方法，包括如下步骤：

提供一衬底；

于所述衬底表面沉积底层；

于所述底层表面沉积N型层；

于所述N型层表面沉积发光层；

于所述发光层表面沉积P型层；

其特征在于：所述P型层的沉积步骤包括电子阻挡层、至少一层能带变形层和空穴注入层的沉积；具体地，采用三乙基镓作为镓源于电子阻挡层之内或电子阻挡层与空穴注入层之间或空穴注入层之内或空穴注入层之上生长非P型的能带变形层，所述能带变形层的碳杂质含量不高于5×10¹⁶cm^-3；所述低碳杂质含量使得能带变形层的能带弯曲，增加能带变形层与相邻层的接触界面上二维空穴气浓度。

优选的，所述能带变形层为非掺杂层或N型掺杂层。