发光二极管及其制备方法与流程

文档序号:35855251发布日期:2023-10-26 00:15阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种发光二极管,其特征在于,从下至上依次包括:衬底、第一缓冲层、第二缓冲层、第三缓冲层、第四缓冲层、n型半导体层、发光层和p型半导体层,其中,所述第一缓冲层为alon层和第一algan层交替生长形成的周期性结构,所述第二缓冲层为第二algan层,所述第三缓冲层为第三algan层和第四algan层交替生长形成的周期性结构,所述第四缓冲层为第五algan层和ingan层交替生长形成的周期性结构。

2.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,从所述第一缓冲层至所述第四缓冲层,al组分呈渐变递减趋势。

3.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述第一algan层为alaga1-an层,a的取值范围为0.9~1。

4.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,沿着所述第一缓冲层至所述第四缓冲层的方向,每个周期的所述alon层的o组分占比逐渐降低和/或每个周期的所述alon层的单层厚度逐渐降低。

5.如权利要求4所述的发光二极管,其特征在于,所述第一缓冲层的最靠近所述衬底的周期中的alon层的o组分占比为0.1~0.2,且所述第一缓冲层的最靠近所述第二缓冲层的周期中的alon层的o组分占比为0.005~0.1。

6.如权利要求3所述的发光二极管,其特征在于,所述第二algan层为albga1-bn层,b的取值范围为0.8~1,且a≥b。

7.如权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,所述第三algan层为alcga1-cn层,所述第四algan层为aldga1-dn层,c的取值范围为0.6~0.7,d的取值范围为0.2~0.4,且a≥b>c>d。

8.如权利要求7所述的发光二极管,其特征在于,所述第五algan层为alega1-en层,e的取值范围为0.1~0.3,所述ingan层为infga1-fn层,f的取值范围为0.01~0.05,且a≥b>c>d≥e>f。

9.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述衬底为蓝宝石衬底或图形化蓝宝石衬底。

10.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述第一缓冲层的周期数为3~10,且在所述第一缓冲层的每个周期中,所述alon层和所述第一algan层的厚度均为1nm~3nm。

11.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述第二缓冲层的厚度为5nm~30nm。

12.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述第三缓冲层的周期数为3~7,且在所述第三缓冲层的每个周期中,所述第三algan层的厚度为50nm~55nm,所述第四algan层的厚度为45nm~50nm。

13.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述第四缓冲层的周期数为3~7,且在所述第四缓冲层的每个周期中,所述第五algan层和所述ingan层的厚度均为45nm~50nm。

14.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括非故意掺杂层,所述非故意掺杂层位于所述第四缓冲层与所述n型半导体层之间,且所述非故意掺杂层的材料包括gan和algan中的一种。

15.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括n型电极和p型电极,所述n型电极与所述n型半导体层电连接,所述p型电极与所述p型半导体层电连接。

16.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

17.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,从所述第一缓冲层至所述第四缓冲层,al组分呈渐变递减趋势。

18.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第一algan层为alaga1-an层,a的取值范围为0.9~1。

19.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,沿着所述第一缓冲层至所述第四缓冲层的方向,每个周期的所述alon层的o组分占比逐渐降低和/或每个周期的所述alon层的单层厚度逐渐降低。

20.如权利要求19所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第一缓冲层的最靠近所述衬底的周期中的alon层的o组分占比为0.1~0.2,且所述第一缓冲层的最靠近所述第二缓冲层的周期中的alon层的o组分占比为0.005~0.1。

21.如权利要求18所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第二algan层为albga1-bn层,b的取值范围为0.8~1,且a≥b。

22.如权利要求21所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第三algan层为alcga1-cn层,所述第四algan层为aldga1-dn层,c的取值范围为0.6~0.7,d的取值范围为0.2~0.4,且a≥b>c>d。

23.如权利要求22所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第五algan层为alega1-en层,e的取值范围为0.1~0.3,所述ingan层为infga1-fn层,f的取值范围为0.01~0.05,且a≥b>c>d≥e>f。

24.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述衬底为蓝宝石衬底或图形化蓝宝石衬底。

25.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第一缓冲层的周期数为3~10,且在所述第一缓冲层的每个周期中,所述alon层和所述第一algan层的厚度均为1nm~3nm。

26.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第二缓冲层的厚度为5nm~30nm。

27.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第三缓冲层的周期数为3~7,且在所述第三缓冲层的每个周期中,所述第三algan层的厚度为50nm~55nm,所述第四algan层的厚度为45nm~50nm。

28.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述第四缓冲层的周期数为3~7,且在所述第四缓冲层的每个周期中,所述第五algan层和所述ingan层的厚度均为45nm~50nm。

29.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,还包括在所述第四缓冲层与所述n型半导体层之间形成非故意掺杂层,且所述非故意掺杂层的材料包括gan和algan中的一种。

30.如权利要求16所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,还包括形成n型电极和p型电极,所述n型电极与所述n型半导体层电连接,所述p型电极与所述p型半导体层电连接。


技术总结
本发明提供了一种发光二极管及其制备方法,所述发光二极管从下至上依次包括:衬底、第一缓冲层、第二缓冲层、第三缓冲层、第四缓冲层、N型半导体层、发光层和P型半导体层,其中,第一缓冲层为AlON层和第一AlGaN层交替生长形成的周期性结构,第二缓冲层为第二AlGaN层,第三缓冲层为第三AlGaN层和第四AlGaN层交替生长形成的周期性结构,第四缓冲层为第五AlGaN层和InGaN层交替生长形成的周期性结构。所述第一缓冲层至第四缓冲层可以缓解衬底与外延层的晶格失配、热失配,缓解应力,改善发光二极管的晶体质量和出光方向,进而提高发光二极管的出光效率和发光亮度。

技术研发人员:董雪振,毕京锋,李森林,高默然,丘金金
受保护的技术使用者:厦门士兰明镓化合物半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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