[发明专利]一种发光二极管及其制作方法、发光器件模组

说明书

本发明公开了一种发光二极管及其制作方法、发光器件模组，其中，所述发光二极管，包括：衬底；发光外延层，自下而上依次包括N型半导体层、发光层和P型半导体层；绝缘层，形成于所述N型半导体层和P型半导体层上；透明导电层，形成于P型半导体层表面上，并部分覆盖所述绝缘层；保护层，覆盖所述透明导电层及N型半导体层的表面上，并露出焊盘区；电极层，覆盖所述保护层露出的焊盘区；储氢类金属或合金纳米颗粒设置在P型半导体层上，且/或N型半导体层表面为与储氢类金属或合金纳米颗粒相同形貌的纳米图形。本发明可提升发光二极管的出光效率，并提升表面活性镁浓度近1个数量级，显著提升发光二极管的工作性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其是一种发光二极管及其制作方法、发光器件模组。

背景技术

发光二极管（LED）是一种将电能转化为光能的固体发光器件，LED是通过电子和空穴的辐射复合发光的，广泛使用的是Si掺杂的N型氮化镓和Mg掺杂的P型氮化镓分别作为电子和空穴的来源。P型氮化镓制备时会在高温下通入NH₃分解形成N和H，而Mg会与H形成非活性的Mg-H复合体，导致P型氮化镓的空穴迁移率显著低于N型氮化镓的电子迁移率，使得P型氮化镓的电流扩散较差，降低了P型氮化镓的电导率。活性镁浓度（即空穴浓度）的进一步提升则受限于Mg-H复合体的进一步激活。现有技术通常采用高温退火方式来激活Mg，活性镁浓度在5*10¹⁵/cm³～7*10¹⁷/cm³，其活性镁浓度因Mg与H形成非活性的Mg-H复合体而受限，影响发光二极管的工作性能，需要进一步改善和提升。

发明内容

本申请人针对上述现有发光二极管中存在的活性镁浓度因Mg与H形成非活性的Mg-H复合体而受限，需要改善和提升等缺点，提供了一种有效提升活性镁浓度的发光二极管及其制作方法、发光器件模组，能够利用储氢类金属或合金优良的吸收氢的能力，通过高温退火的方式将P型氮化镓表面与Mg结合的H进一步提取出来，进而提高P型氮化镓表面活性镁的浓度，同时形成与储氢类金属或合金纳米颗粒相同形貌的纳米图形，提升出光效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种发光二极管，包括：衬底；发光外延层，自下而上依次包括N型半导体层、发光层和P型半导体层；绝缘层，形成于所述N型半导体层和P型半导体层上；透明导电层，形成于P型半导体层表面上，并部分覆盖所述绝缘层；保护层，覆盖所述透明导电层及N型半导体层的表面上，并露出焊盘区；电极层，覆盖所述保护层露出的焊盘区；储氢类金属或合金纳米颗粒设置在P型半导体层上，且/或N型半导体层表面为与储氢类金属或合金纳米颗粒相同形貌的纳米图形。

作为上述技术方案的进一步改进：

当储氢类金属或合金纳米颗粒设置在P型半导体层上，透明导电层表面为与储氢类金属或合金纳米颗粒相同形貌的纳米图形。

储氢类金属或合金纳米颗粒的高度为0.5 nm～5 nm，且/或纳米图形的高度为0.5nm～5 nm。

储氢类金属或合金纳米颗粒的材料为Ni、Pd、Co、Ti、Zr、Pt、Mg₂Ni、LaNi₅、Ti₂Ni、TiNi、TiZrNi中的一种或多种。

储氢类金属或合金纳米颗粒的形状为半球形、球形、正方体、长方体、圆柱体或圆锥体。

P型半导体层的厚度为20 nm～200 nm。

储氢类金属或合金纳米颗粒设置在P型半导体层上的绝缘层下方区域，并且N型半导体层表面粗糙度小于0.5 nm。

一种发光二极管的制作方法，包括以下工艺步骤：

步骤S1：提供芯片衬底，制作发光外延层，自下而上依次包括N型半导体层、发光层和P型半导体层；