专利名称：发光二极管的结构及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管的结构。本发明还涉及一种发光二极管的 结构的制作方法。
技术背景现有的发光二极管的结构可参见图l所示，由下到上依次包括衬底层l、缓冲层2、未掺杂的GaN层3、 N型GaN层4、多量子阱层5、 P型A1G認层 6、 P型GaN层7和接触层8，所述接触层上设置有P型电极，所述N型GaN 层上设置有N型电极。所述N型GaN层掺有Si元素。使用MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor D印osition金属有机化学气相沉积)生长GaN发 光二极管，使用AL03作为衬底层1，接着生长缓冲层2，缓冲层2的生长温 度在53(TC，其厚度为250A;未掺杂的GaN层3的生长温度为1050°C，厚 度为2pm; N型掺Si的GaN层4的生长温度为1050°C，厚度为3pm;多量 子阱层5中，阱以730。C生长，厚度为30A，垒层(barrier)在850。C生 长，厚度为150A; P型AlGaN的生长温度为95(TC，其厚度为500A， P型 GaN的生长温度为90(TC，其厚度为2000A，接触层生长温度为800°C ，厚 度为20A。现有的发光二极管的N型GaN层的上面直接就是多量子阱层，但是由 于InGaN与GaN存在晶格不匹配的问题，因此会造成量子阱的晶体存在缺 陷，影响器件的出光效率和发光强度
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管的结构，能够具有 较好的晶体质量，较高的出光效率和发光强度。为解决上述技术问题，本发明发光二极管的结构的技术方案是，其中包括N型GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层，所述N型GaN层与所述多 量子阱层之间还间隔有多量子阱缓冲层，所述多量子阱缓冲层包含有一个 或多个InGaN/GaN的复合结构，每个InGaN/GaN的复合结构都包括一层位 于下面的InGaN层和一层位于上面的GaN层，所述InGaN/GaN的复合结构 中，所述InGaN层的厚度大于所述GaN层的厚度，所述InGaN层中In的掺 杂百分比含量低于所述多量子阱的阱层中In的掺杂百分比含量。本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种发光二极管的结构的制 作方法，能够通过较为简单的步骤，制作出性能可靠，出光效率较高的发 光二极管。为解决上述技术问题，本发明发光二极管的结构的制作方法的技术方 案是，在制作好N型GaN之后，包括如下步骤(1) 生长InGaN层将生长温度设定在700°C 900°C，反应器的压力 为100torr 700torr，通入5L 40L的朋3禾卩5L 40L的N2，通入流量为 50sccm 500sccm的TEGa，还通入流量为50sccm 800sccm的TMIn，生长 时间为50s 400s;(2) 生长GaN层停止通入TMIn，生长GaN;(3) 回到步骤(1)，生长下一个InGaN/GaN的复合结构，最后一个InGaN/GaN的复合结构生长完成后，继续生长多量子阱层以及发光二极管其 它的部分。本发明通过上述方法，经过简单的步骤制作出具有多量子阱缓冲层的 发光二极管的结构，非常易于使用，并且制作的发光二极管的晶体质量得 到了提高，从而提高了发光二极管的出光效率和发光强度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明 图1为现有的发光二极管的结构的示意图； 图2为本发明发光二极管的结构的示意图；图3为本发明发光二极管的结构中InGaN/GaN复合结构的示意图。 图中附图标记为，l.衬底层；2.缓冲层；3.未掺杂的GaN层；4. N型 GaN层；5.多量子阱层；6.P型AlGaN层；7.P型GaN层；8.接触层；9. P 型电极；IO.N型电极；11.多量子阱缓冲层；12.InGaN/GaN复合结构中的 InGaN层；13. InGaN/GaN复合结构中的GaN层。
具体实施方式
本发明发光二极管的结构可参见图2所示，由下到上依次包括衬底层1、 缓冲层2、未掺杂的GaN层3、 N型GaN层4、多量子阱层5、 P型AlGaN层 6、 P型GaN层7和接触层8，所述接触层上设置有P型电极，所述N型GaN 层上设置有N型电极。所述N型GaN层惨有Si元素。所述N型GaN层4与 所述多量子阱层5之间还间隔有多量子阱缓冲层11，所述多量子阱缓冲层 11包含有一个或多个InGaN/GaN的复合结构，每个InGaN/GaN的复合结构 都包括一层位于下面的InGaN层12和一层位于上面的GaN层13，所述 InGaN/GaN的复合结构中，所述InGaN层12的厚度大于所述GaN层13的厚 度，所述InGaN层12中In的掺杂百分比含量低于所述多量子阱的阱层中 In的掺杂百分比含量。考虑到发光二极管的工作原理和各部分的性能，所述多量子阱中包含 有1 10个InGaN/GaN的复合结构为宜。所述多量子阱中InGaN的组成为InxGai—xN，其中0《x<l。 所述InGaN/GaN的复合结构中InGaN层的厚度为60A 500A。 所述InGaN/GaN的复合结构中GaN层的厚度为10A 50A。 所述InGaN层中掺杂有SiH4。本发明还提供了一种如上述的发光二极管的结构的制作方法，在制作 好N型GaN之后，包括如下步骤(1) 生长InGaN层将生长温度设定在700°C 900°C ，反应器的压力 为100torr 700torr，通入5L 40L的朋3和5L 40L的N2，通入流量为 50sccm 500sccm的TEGa，还通入流量为50sccm 800sccm的TMIn，生长 时间为50s 400s;(2) 生长GaN层停止通入TMIn，生长GaN;(3) 回到步骤(1)，生长下一个InGaN/GaN的复合结构，最后一个 InGaN/GaN的复合结构生长完成后，继续生长多量子阱层以及发光二极管其 它的部分。在生长所述InGaN/GaN的复合结构中InGaN层的时候还加入SiH4。
发光二极管其它部分的制作过程均为公知技术，在此不再赘述。 本发明上述发光二极管的结构的制作方法，步骤简单，易于使用。制 作出的发光二极管，通过多量子阱缓冲层的过渡，有效的减轻了晶格不匹 配的差距，有助于阱的晶体质量的提高，进而提高内部的量子效率，最终 提高发光二极管的出光效率和发光强度。
权利要求
1. 一种发光二极管的结构，其中包括N型GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层，其特征在于，所述N型GaN层与所述多量子阱层之间还间隔有多量子阱缓冲层，所述多量子阱缓冲层包含有一个或多个InGaN/GaN的复合结构，每个InGaN/GaN的复合结构都包括一层位于下面的InGaN层和一层位于上面的GaN层，所述InGaN/GaN的复合结构中，所述InGaN层的厚度大于所述GaN层的厚度，所述InGaN层中In的掺杂百分比含量低于所述多量子阱的阱层中In的掺杂百分比含量。
2. 根据权利要求1所述的发光二极管的结构，其特征在于，所述多量 子阱中包含有1 10个InGaN/GaN的复合结构。
3. 根据权利要求1所述的发光二极管的结构，其特征在于，所述多量 子阱中InGaN的组成为I仏GahN，其中0《x〈1。
4. 根据权利要求1所述的发光二极管的结构，其特征在于，所述 InGaN/GaN的复合结构中InGaN层的厚度为60A 500A。
5. 根据权利要求1所述的发光二极管的结构，其特征在于，所述 InGaN/GaN的复合结构中GaN层的厚度为10A 50A。
6. 根据权利要求2所述的发光二极管的结构，其特征在于，所述InGaN 层中掺杂有SiH,。
7. —种如权利要求1所述的发光二极管的结构的制作方法，其特征在 于，在制作好N型GaN之后，包括如下步骤(1)生长InGaN层将生长温度设定在7(XTC 90(TC，反应器的压力 为100torr 700torr，通入5L 40L的NR,和5L 40L的N2，通入流量为50sccm 500sccm的TEGa，还通入流量为50sccm 800sccm的TMIn，生长 时间为50s 400s;(2) 生长GaN层停止通入TMIn，生长GaN;(3) 回到步骤(1),生长下一个InGaN/GaN的复合结构，最后一个 InGaN/GaN的复合结构生长完成后，继续生长多量子阱层以及发光二极管其 它的部分。
8.根据权利要求7所述的发光二极管的结构的制作方法，其特征在于， 在生长所述InGaN/GaN的复合结构中InGaN层的时候还加入SiH4。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管的结构，其中包括N型GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层，所述N型GaN与所述多量子阱层之间还间隔有多量子阱缓冲层，所述多量子阱缓冲层包含有一个或多个InGaN/GaN的复合结构。本发明还公开了一种上述发光二极管的结构的制作方法，包括交替生长InGaN层和GaN层，而构成具有复合结构的多量子阱缓冲层。本发明通过上述方法，经过简单的步骤制作出具有多量子阱缓冲层的发光二极管的结构，非常易于使用，并且制作的发光二极管的晶体质量得到了提高，从而提高了发光二极管的出光效率和发光强度。
文档编号H01L33/00GK101212002SQ200610148300
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者林振贤, 郑文荣 申请人:上海蓝光科技有限公司