[发明专利]一种氮化物近红外发光二极管的制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化物近红外发光二极管的制备方法，包括如下步骤：步骤一、在蓝宝石衬底上制备外延结构层；其中，所述外延结构层依次包括：GaN成核层、GaN模板层、DBR反射层、p型InGaN空穴注入层和n‑InN发光层；步骤二、将所述外延结构层表面的部分n‑InN发光层刻蚀掉，得到多个电极沉积区域，其中，所述电极沉积区域对应的p型InGaN空穴注入层暴露出来；步骤三、在所述电极沉积区域沉积第一金属电极并退火，形成p型区电极；步骤四、在所述n‑InN发光层上沉积第二金属电极并退火，得到初级器件；步骤五、对所述初级器件进行解理、封装，得到分立的发光二极管器件。

技术领域

本发明属于发光二极管制备技术领域，特别涉及一种氮化物近红外发光二极管的制备方法。

背景技术

III族氮化物材料是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，它包括氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)及其合金，目前，III族氮化物材料在光电子器件领域中得到了广泛应用。该体系材料可以通过调节III族元素的含量，使材料的禁带宽度从0.7eV(InN)到6.2eV(AlN)连续可调，其对应的波长覆盖从紫外到近红外的宽广的光谱范围(200～1700nm)，这一特性使得III族氮化物作为发光材料具有不可比拟的优势。

目前，虽然在红外LED领域中，GaAs、InP等材料都有着优异的性能，但这些III-V族半导体材料中的V族元素都有很大毒性，如其中的P、As等元素都有剧毒，限制了这些材料的应用范围。而III族氮化物不含剧毒元素，具有高效节能、安全环保等优势。近年来，科研人员已经研制出几种基于InN的异质结电致发光器件，发光峰位于1600nm左右。这些器件都是基于简单的p-n结发光器件，由于光的出射方向是随机的，因此，有很大比例的红外光是从衬底一侧出射的，没有得到有效利用。此外，对于n-InN/p-GaN异质结器件，p-GaN通常采用Mg掺杂，而Mg在GaN中的受主激活能较大，约为200meV，导致掺杂效率很低，p型材料的空穴浓度不高，继而降低异质结器件的空穴注入效率，影响发光性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供了一种氮化物近红外发光二极管的制备方法，其能够提高器件的光提取效率。

本发明设置有p型InGaN空穴注入层，相比于p-GaN，其禁带宽度更窄，降低了Mg的受主激活能，能够提高p型材料的空穴浓度，继而提高p-n结的空穴注入效率。

本发明提供的技术方案为：

一种氮化物近红外发光二极管的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、在蓝宝石衬底上制备外延结构层；

其中，所述外延结构层依次包括：GaN成核层、GaN模板层、DBR反射层、p型InGaN空穴注入层和n-InN发光层；

步骤二、将所述外延结构层表面的部分n-InN发光层刻蚀掉，得到多个电极沉积区域，

其中，所述电极沉积区域对应的p型InGaN空穴注入层暴露出来；

步骤三、在所述电极沉积区域沉积第一金属电极并退火，形成p型区电极；

步骤四、在所述n-InN发光层上沉积第二金属电极并退火，得到初级器件；

步骤五、对所述初级器件进行解理、封装，得到分立的发光二极管器件。

优选的是，所述GaN成核层的生长源为TEGa和NH₃；生长温度为500～600℃、压力500～700mbar、TEGa流量为25～45μmol/min、NH₃流量为500～2000sccm。