[发明专利]发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光领域，特别是涉及一种发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)由于具有寿命长、耗能低等优点，应用于各种领域，尤其随着其照明性能指标日益大幅提高，LED在照明领域常用作发光装置。其中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。目前，一般的LED结构采用了在p型半导体层(通常是p型氮化物如p型氮化镓)之后直接生长电流扩散层(Spreading layer)，例如铟氮化镓层(InGaN layer)或者铟锡氧化物层(ITO layer)，传统的氮化镓基LED会由于在p型半导体层中的低电流分布而遭遇不均匀光辐射。一般的，这个缺点能够通过半透明接触层或者器件横向电流的交叉电极阵列而得到克服。

然而，在传统的LED结构设计中，由于p型氮化物本身相对高的电阻导致了其电流的分散存在拥堵现象，电流主要集中在不能有效发光的p型电极之下，从而导致了发光的不均匀和发光效率的下降。为此当前主要提出的解决办法是在p型氮化物之上沉积透明的电流扩散层(如ITO或者Ni/Au)，以使电流尽可能的扩散到电极之外的发光区域；或者，直接在p型材料之上生长n型的氮化镓，以利用n型的高电导率形成隧道结的结构，不过这并没有取得理想的效果。

CN101694858A专利提出了一种LED外延结构及其制造方法，该结构在发光层和p型氮化物层中间插入由不掺杂的Al_xIn_yGa_1-x-yn层和p型Al_xIn_yGa_1-x-yn层交替构成的插入层，对于材料的ESD防护性能起到了保护作用，而且并未降低材料的其他性能，但是其对于电流的均匀扩散并未起到明显的效果。

CN101183642A专利提出了一种p-GaN低阻欧姆接触的制备方法，该方法使用p-InGaN/p-AlGaN超晶格层作为p-GaN的顶层，以降低接触电阻，但是该方法对于电流的均匀扩散也并未起到理想的效果。

发明内容

本发明提供一种发光二极管及其制造方法，以实现电流的有效分散，提高发光效率的同时却不降低材料的其它性能，并可增加器件的ESD防护性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发光二极管，包括：衬底；依次位于衬底上的n型半导体层、有源层、p型半导体层、插入层以及电流扩散层；所述插入层包括至少一层超晶格结构，所述超晶格结构由In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N层和In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N层组成，所述In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N层的In含量小于In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N层的In含量。

可选的，在所述发光二极管中，0.01＜x1＜0.3，0≤y1＜0.2，0≤x2＜0.1，0≤y2＜0.2；所述插入层包括2～40层超晶格结构。

可选的，在所述的发光二极管中，所述In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N层靠近所述p型半导体层，所述In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N层靠近所述电流扩散层。

可选的，在所述的发光二极管中，所述In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N层靠近所述电流扩散层，所述In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N层靠近所述p型半导体层。

可选的，在所述的发光二极管中，所述插入层的厚度在5nm至200nm之间。

可选的，在所述的发光二极管中，还包括依次形成于所述衬底和n型半导体层之间的缓冲层和非掺杂氮化物层。