具有复合P型层的发光二极管及其制备方法与流程

本公开属于发光二极管领域，特别涉及一种具有复合p型层的发光二极管及其制备方法。

背景技术：

1、发光二极管是一种常见的发光电子器件，被广泛应用于各个细分领域。

2、在相关技术中，gan作为iii-v族化合物半导体的典型代表，是继si和gaas之后出现的第三代半导体材料。其具有禁带宽度大、击穿电场强、电子迁移率高和热稳定性好等优异的特性。gan基发光二极管的外延层主要包括n型层、多量子阱层和p型层。

3、然而，mg是目前使用较普遍的空穴掺杂剂，由于mg作为受主元素，它的激活效率很低，使得p型掺杂获得的空穴浓度比n型掺杂获得的电子浓度相差很大，导致p型层空穴迁移率较低，发光二极管的发光效率较低。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种具有复合p型层的发光二极管及其制备方法，能够有效的提高发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

2、一方面，本公开实施例提供了一种具有复合p型层的发光二极管，包括：

3、衬底，以及在所述衬底的一面依次生长的n型层、多量子阱层和复合p型层；

4、所述复合p型层包括依次生长的第一层、中间层和第二层；

5、所述第一层为非掺杂的n型alxga1-xn层(0＜x＜1)、非掺杂的n型inyga1-yn层(0＜y＜1)或者周期性层叠的非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层(0＜x＜1，且0＜y＜1)中的任一种；

6、所述第二层为非掺杂的n型alxga1-xn层(0＜x＜1)、非掺杂的n型inyga1-yn层(0＜y＜1)或者周期性层叠的非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层(0＜x＜1，且0＜y＜1)中的任一种；

7、所述中间层为掺mg的gan层。

8、在本公开的一种实现方式中，当所述第一层和所述第二层为非掺杂的n型alxga1-xn层或者非掺杂的n型inyga1-yn层，所述第一层和所述第二层的厚度均为1～10nm；

9、当所述第一层和所述第二层为非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层，所述第一层和所述第二层的厚度均为1～3nm；

10、所述中间层的厚度为95～730nm。

11、在本公开的一种实现方式中，所述第一层和所述第二层的界面粗糙度为15～24。

12、在本公开的一种实现方式中，所述第一层、所述中间层和所述第二层周期性层叠，周期数为1～6。

13、在本公开的一种实现方式中，所述第一层和所述第二层的厚度均为1～2nm；

14、所述中间层的厚度为15～120nm。

15、另一方面，本公开实施例提供了一种具有复合p型层的发光二极管的制备方法，包括：

16、提供一衬底；

17、在所述衬底的一面依次生长n型层、多量子阱层和复合p型层；

18、所述复合p型层通过以下方式生长：

19、依次生长第一层、中间层和第二层，其中，

20、所述第一层为非掺杂的n型alxga1-xn层(0＜x＜1)、非掺杂的n型inyga1-yn层(0＜y＜1)或者周期性层叠的非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层(0＜x＜1，且0＜y＜1)中的任一种；

21、所述第二层为非掺杂的n型alxga1-xn层(0＜x＜1)、非掺杂的n型inyga1-yn层(0＜y＜1)或者周期性层叠的非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层(0＜x＜1，且0＜y＜1)中的任一种；

22、所述中间层为掺mg的gan层。

23、在本公开的一种实现方式中，生长所述第一层和所述第二层包括：

24、当所述第一层和所述第二层为非掺杂的n型alxga1-xn层或者非掺杂的n型inyga1-yn层，所述第一层和所述第二层的界面粗糙度为15～24，生长温度为800～980℃，生长时间为15～300s，生长厚度为1～10nm。

25、在本公开的一种实现方式中，生长所述第一层和所述第二层包括：

26、当所述第一层和所述第二层为非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层，所述第一层和所述第二层的界面粗糙度为15～24，生长温度为800～980℃，生长时间不超过120s，生长厚度为1～3nm，周期数为1～3。

27、在本公开的一种实现方式中，生长所述中间层包括：

28、生长温度为800～980℃，生长时间为5～600s，生长厚度为95-730nm，生长压力为100～500torr。

29、在本公开的一种实现方式中，所述制备方法，还包括：

30、周期性的依次生长所述第一层、所述中间层和所述第二层，周期数为1～6。

31、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

32、由于本公开实施例提供的发光二极管具备复合p型层，复合p型层包括第一层、中间层和第二层，而第一层和第二层为非掺杂的n型alxga1-xn层、非掺杂的n型inyga1-yn层或者周期性层叠的非掺杂的alxga1-xn/inyga1-yn层，所以能够形成具有n极性面凹凸不平的界面，mg更容易替位ga、al或者in，降低mg的形成能，增大mg的溶解度，同时ga、al、in可以降低mg的激活能，提高mg的激活率，有利于增加mg的有效掺杂，从而能够增加空穴浓度，提高p型层空穴迁移率，使p型层空穴和n型层电子能有效的在发光区域复合发光，提高发光效率。除此之外，周期性层叠的alxga1-xn/inyga1-yn层，更有利于破坏光线在发光二极管内部的全反射，并增加漫反射，从而增加发光二极管的出光效率。

技术特征：

1.一种具有复合p型层的发光二极管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，当所述第一层(410)和所述第二层(430)为非掺杂的n型alxga1-xn层或者非掺杂的n型inyga1-yn层，所述第一层(410)和所述第二层(430)的厚度均为1～10nm；

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一层(410)和所述第二层(430)的界面粗糙度为15～24。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一层(410)、所述中间层(420)和所述第二层(430)周期性层叠，周期数为1～6。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一层(410)和所述第二层(430)的厚度均为1～2nm；

6.一种具有复合p型层的发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，生长所述第一层(410)和所述第二层(430)包括：

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，生长所述第一层(410)和所述第二层(430)包括：

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，生长所述中间层(420)包括：

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本公开提供了一种具有复合P型层的发光二极管及其制备方法，属于发光二极管领域。该发光二极管包括：衬底，以及在衬底的一面依次生长的N型层、多量子阱层和复合P型层。复合P型层包括依次生长的第一层、中间层和第二层；第一层和第二层为非掺杂的N型Al<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑x</subgt;N层(0＜x＜1)、非掺杂的N型In<subgt;y</subgt;Ga<subgt;1‑y</subgt;N层(0＜y＜1)或者周期性层叠的非掺杂的Al<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑x</subgt;N/In<subgt;y</subgt;Ga<subgt;1‑y</subgt;N层(0＜x＜1，且0＜y＜1)中的任一种；中间层为掺Mg的GaN层。本公开能够有效的提高发光二极管的发光效率。

技术研发人员：李翠玲,蒋媛媛,从颖,梅劲
受保护的技术使用者：华灿光电（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11