一种氮化物发光二极管及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体光电器件领域，特别是一种氮化物发光二极管及其制作方法。
【背景技术】
[0002]现今，发光二极管(LED)，特别是氮化物发光二极管因其较高的发光效率，在普通照明领域已取得广泛的应用。但由于因P型Mg的离化效率低，导致空穴浓度低，P型氮化物的电流扩展差且欧姆接触较差，制作电极后电流容易积聚在局部区域，特别是电极和扩展条(Finger)周围，导致发光均勾性不好和ESD差等问题。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术存在P型空穴扩展长度偏低的问题，本案提出一种具有MgGa纳米团簇的氮化物发光二极管及其制作方法来改善以上问题。
[0004]本发明的目的是:提供一种氮化物发光二极管及其制作方法，通过高导电性能MgGa团簇作为电流扩展桥接点，解决P型因Mg离化效率低引起空穴浓度偏低和电流扩展偏差的问题，提升P型接触层空穴的扩散长度，改善P型电流的扩展能力，减少电流的积聚效应，提升发光的均匀性和ESD。
[0005]根据本发明的第一方面，一种氮化物发光二极管，依次包括衬底，缓冲层，N型氮化物，多量子阱，P型氮化物以及P型接触层，其特征在于:所述P型接触层具有MgGa纳米团簇超晶格，通过高导电性能MgGa团簇作为电流扩展桥接点，解决P型因Mg离化效率低引起空穴浓度偏低和电流扩展偏差的问题，提升P型接触层空穴的扩散长度，改善P型电流的扩展能力，减少电流的积聚效应，提升发光的均匀性和ESD。
[0006]进一步地，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、氮化镓、氮化铝、ZnO等适合外延生长的衬底。
[0007 ] 进一步地，所述MgGa纳米团簇的尺寸为10~500nm，优选50nm。
[0008]进一步地，所述MgGa纳米团簇超晶格为每层P型氮化物布满MgGa纳米团簇的氮化物，每层厚度为5?500nm，优选1nm，纳米团簇密度为1E7?IEl 2cm—2，优选lE9cm—2。
[0009]进一步地，所述MgGa纳米团簇超晶格的周期为N次(N>=1的自然数)，优选N=3。
[0010]根据本发明的第二方面，一种氮化物发光二极管的制作方法，包含以下步骤:(1)在衬底100上依次外延生长缓冲层、N型氮化物、多量子阱、P型氮化物；(2)采用低温方法生长具有高凹坑密度的P型接触层，作为MgGa纳米团簇的沉积点；(3)生长具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层。
[0011]进一步地，所述步骤(2)生长具有高凹坑密度的P型接触层，首先将温度降至600?800度，优选700度，使氮化物表面粗化，形成密集的凹坑，作为MgGa纳米团簇的沉积点，凹坑密度为 1E7?lE12cm—2，优选 lE9cnf2。
[0012]进一步地，所述步骤(3)具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，首先关闭NH3，通入Cp2Mg，预铺Mg纳米点，然后关闭Mg，通入TMGa，生成MgGa纳米团簇，然后，开启NH3，同时通入Cp2Mg/TMGA，生长具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，重复以上步骤，生长超晶格周期为N次(N>=1的自然数)。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的氮化物发光二极管的示意图。
[0014]图2为本发明实施例的氮化物发光二极管的制作方法步骤(I)示意图。
[0015]图3为本发明实施例的氮化物发光二极管的制作方法步骤(2)示意图。
[0016]图4为本发明实施例的氮化物发光二极管的制作方法步骤(3)示意图。
[0017]图5为本发明实施例的氮化物发光二极管的制作方法步骤(3)形成超晶格周期为N的示意图。
[0018]图6为本发明实施例的氮化物发光二极管的提升电流扩展的平面示意图。
[0019]图示说明:100:衬底，101:缓冲层，102:N型氮化物，103:多量子阱，104:P型氮化物，105:具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，105a:纳米团簇的沉积点，105b: MgGa纳米团簇，105c:MgGa纳米团簇的超晶格。
【具体实施方式】
[0020]传统的氮化物发光二极管，因P型Mg的离化效率低，导致空穴浓度低，P型氮化物的电流扩展差且欧姆接触较差，制作电极后电流容易积聚在局部区域(特别是电极和Finger周围)，导致发光均匀性不好和ESD差等问题。本发明通过制作一种具有MgGa纳米团簇的氮化物发光二极管来解决以上问题，如图1所示，依次包括衬底100，缓冲层101，N型氮化物102，多量子阱103，P型氮化物104，具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层105，MgGa纳米团簇的尺寸约50nm，密度为lE9cm—2，每层厚度为10nm，MgGa纳米团簇超晶格的周期为3个周期。
[0021]本发明提出的氮化物发光二极管的制作方法，包括步骤(I)?(3)，如图2?4所示，并进行周期性的重复N次(N>=1的自然数)，形成超晶格结构，如图5所示。
[0022]首先，步骤(I)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在衬底100上依次外延生长缓冲层101、N型氮化物102、多量子阱103、P型氮化物104，如图2所示；
然后，步骤(2)生长具有高凹坑密度的纳米团簇的沉积点105a，如图3所示，首先将温度降至650度，生长表面粗糙的氮化物，形成密集的凹坑，作为MgGa纳米团簇的沉积点，凹坑密度为 lE9cm—2。
[0023]最后，步骤(3)生长具有MgGa纳米团族超晶格的P型接触层105，如图4所不，首先关闭NH3，温度升至1000度，通入Cp2Mg 60s，预铺Mg纳米点，然后关闭Mg，通入TMGa 30s，生成MgGa纳米团簇105b，尺寸约50nm，然后，开启NH3，同时通入Cp2Mg/TMGA，生长具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，每层的厚度约lOOnm，重复以上步骤，生长超晶格105c周期为N次(N>=1的自然数)，如图5所示。
[0024 ]本发明通过制作具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，形成高导电性能MgGa团簇作为电流扩展桥接点，解决P型因Mg离化效率率低引起空穴浓度偏低和电流扩展偏差的问题，提升P型接触层空穴的扩散长度，改善P型电流的扩展能力，减少电流的积聚效应，提升发光的均匀性和ESD，其效果示意图如图5所示。
[0025]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非用于限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应视权利要求书范围限定。
【主权项】
1.一种氮化物发光二极管，依次包括衬底，缓冲层，N型氮化物，多量子阱，P型氮化物以及P型接触层，其特征在于:所述P型接触层具有MgGa纳米团簇超晶格，通过高导电性能MgGa团簇作为电流扩展桥接点，解决P型因Mg离化效率低引起空穴浓度偏低和电流扩展偏差的问题，提升P型接触层空穴的扩散长度，改善P型电流的扩展能力，减少电流的积聚效应，提升发光的均匀性和ESD。2.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于:所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、氮化镓、氮化铝、ZnO适合外延生长的衬底。3.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于:所述MgGa纳米团簇超晶格为每层P型氮化物接触层布满MgGa纳米团簇，每层厚度为5?500nm。4.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于:所述MgGa纳米团簇的尺寸为 10~500nm。5.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于:所述MgGa纳米团簇的密度为 1E7?lE12cm—2。6.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管，其特征在于:所述MgGa纳米团簇超晶格的周期为N次(N>=1的自然数)。7.一种氮化物发光二极管的制作方法，包含以下步骤:(I)在衬底上依次外延生长缓冲层、N型氮化物、多量子阱、P型氮化物；(2)采用低温方法生长具有高凹坑密度的P型接触层，作为MgGa纳米团簇的沉积点；(3)生长具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层。8.根据权利要求7所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(2)生长具有高凹坑密度的P型接触层，将温度降至600?800度，使氮化物表面粗化，形成密集的凹坑，作为MgGa纳米团簇的沉积点，凹坑密度为1E7?lE12cm—2。9.根据权利要求7所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(3)具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，首先关闭NH3，通入Cp2Mg，预铺Mg纳米点，然后关闭Mg，通入TMGa，生成MgGa纳米团簇，然后，开启NH3，同时通入Cp2Mg/TMGA，生长具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，重复以上步骤，生长超晶格周期为N次(N>=1的自然数)。
【专利摘要】本发明公开了一种氮化物发光二极管及其制作方法，其具有MgGa纳米团簇超晶格的P型接触层，通过高导电性能MgGa团簇作为电流扩展桥接点，提升P型接触层的空穴的扩散长度，改善P型电流的扩展能力，减少电流的积聚效应，提升发光的均匀性和ESD。
【IPC分类】H01L33/32, H01L33/14, H01L33/04, H01L33/00
【公开号】CN105576095
【申请号】CN201610135190
【发明人】郑锦坚, 钟志白, 杜伟华, 代睿冬, 廖树涛, 李志明, 伍明跃, 周启伦, 林峰, 李水清, 康俊勇
【申请人】厦门市三安光电科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月10日