專利名稱：一種氮化物led結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，其利用半導(dǎo)體PN結(jié)作為發(fā)光材料，可以直接將電轉(zhuǎn)換為光。當(dāng)半導(dǎo)體PN結(jié)的兩端加上正向電壓后， 注入PN結(jié)中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出顏色為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的光。隨著以氮化物為基礎(chǔ)的高亮度LED應(yīng)用的開發(fā)，新一代綠色環(huán)保型固體照明光源_氮化物L(fēng)ED已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。以GaNUnGaN和AlGaN合金為主的III族氮化物半導(dǎo)體材料具有寬的直接帶隙、強(qiáng)化學(xué)鍵、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)良性能，是制造短波長(zhǎng)高亮度發(fā)光器件的理想材料。通常的GaN基LED發(fā)光器件采用P_N結(jié)結(jié)構(gòu)，并且在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間設(shè)有多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子阱結(jié)構(gòu)作為有源區(qū)。當(dāng)器件工作時(shí)，電子和空穴分別從有源區(qū)兩端的N型區(qū)和P型區(qū)輸入，在量子阱有源區(qū)內(nèi)復(fù)合發(fā)光。其中，材料的電學(xué)性質(zhì)是影響發(fā)光器件性能的關(guān)鍵因素。因?yàn)榈锏慕麕挾容^寬，所以氮化物P型材料的獲得和低的空穴濃度一直是制約氮化物發(fā)光器件性能的主要因素。氮化物材料通常采用的P型摻雜雜質(zhì)為Mg或Zn。不同于傳統(tǒng)的III-V族化合物半導(dǎo)體，纖鋅礦結(jié)構(gòu)的III族氮化物半導(dǎo)體具有極強(qiáng)的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)。極化效應(yīng)在III族氮化物L(fēng)ED的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造中起著雙面的作用。一方面，極化效應(yīng)會(huì)在量子阱中產(chǎn)生斯塔克效應(yīng)(Stark Effect)，造成注入阱中的電子和空穴的波函數(shù)交疊變小，導(dǎo)致發(fā)光器件的內(nèi)量子效率降低。另一方面，研究表明， 利用壓電效應(yīng)的AlGaN/GaN超晶格會(huì)大大提高P型氮化物的激活效率，從而顯著提高M(jìn)g或 Zn摻雜產(chǎn)生的空穴密度。這主要是因?yàn)閴弘娦?yīng)在超晶格中產(chǎn)生很強(qiáng)的內(nèi)建電場(chǎng)，導(dǎo)致能帶彎曲程度急劇增大，有效地減小了 Mg的受主激活能，提高了 Mg摻雜效率。為獲得P型氮化物材料，提高空穴濃度，目前采取的辦法是利用高濃度的Mg或Zn 對(duì)氮化物進(jìn)行摻雜，獲得重?fù)诫s的P型氮化物材料；采用該方法形成的氮化物L(fēng)ED的能帶結(jié)構(gòu)如圖1所示，該氮化物L(fēng)ED包括N型電子注入層、P型空穴注入層以及夾在所述N型電子注入層與所述P型空穴注入層之間的多量子阱有源層，并且所述多量子阱有源層與所述P 型空穴注入層之間還設(shè)置有P型電子阻擋層；為了提高空穴的濃度，提高LED器件的發(fā)光效率，所述P型空穴注入層及所述P型電子阻擋層進(jìn)行了重?fù)诫s(所述摻雜區(qū)域通過圖中的陰影進(jìn)行表示)，即利用高濃度的Mg或Zn雜質(zhì)對(duì)所述P型空穴注入層及所述P型電子阻擋層進(jìn)行了重?fù)诫s。然而，由于Mg或Zn雜質(zhì)的摻雜濃度要求很高(達(dá)到> IO19CnT3量級(jí))， 這樣在發(fā)光器件的使用過程中，就會(huì)導(dǎo)致一部分Mg雜質(zhì)通過擴(kuò)散進(jìn)入有源區(qū)發(fā)光層，作為非輻射復(fù)合中心，從而降低器件的發(fā)光效率；因此，如何有效地獲得P型氮化物材料，已成為目前業(yè)界亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)及其制備方法，以提高氮化物L(fēng)ED的性能。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，該氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)至少包括 N型電子注入層、P型空穴注入層以及夾在所述N型電子注入層與所述P型空穴注入層之間的多量子阱有源層，且所述多量子阱有源層與所述P型空穴注入層之間設(shè)置有一電子阻擋層，所述多量子阱有源層與所述電子阻擋層之間還設(shè)置有多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/ GaN超晶格結(jié)構(gòu)。可選的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P 型摻雜?？蛇x的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜。可選的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行P型摻雜?？蛇x的，所述P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn?？蛇x的，所述N型電子注入層、P型空穴注入層、多量子阱有源層及電子阻擋層均由 AlxGayIn1TyN 組成，其中，0 < χ < 1，0 < x+y < 1?？蛇x的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度，使超晶格結(jié)構(gòu)不會(huì)吸收量子阱有源層發(fā)出的光?？蛇x的，所述N型電子注入層的禁帶寬度、P型空穴注入層的禁帶寬度以及多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度?？蛇x的，該氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)還包括襯底、在所述襯底上依次生長(zhǎng)的低溫緩沖層以及不摻雜的氮化物層，所述不摻雜的氮化物層上依次形成有所述N型電子注入層、所述多量子阱有源層、所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、所述電子阻擋層以及所述P型空穴注入層，所述N型電子注入層與N型電極相連，所述P型空穴注入層上形成有透明電極層， 所述透明電極層上制備有P型電極。同時(shí)，為解決上述問題，本發(fā)明還提出一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法包括如下步驟提供襯底；在所述襯底上依次形成低溫緩沖層、不摻雜的氮化物層、N型電子注入層、多量子阱有源層、P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、電子阻擋層以及P型空穴注入層；依次刻蝕所述P型空穴注入層、所述電子阻擋層、所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)以及所述多量子阱有源層，形成一臺(tái)柱面，并露出所述N型電子注入層，在露出的N 型電子注入層上制備N型電極；在刻蝕后的所述P型空穴注入層上制備透明電極層及P型電極。可選的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P型摻雜。可選的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜?？蛇x的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行P型摻雜?？蛇x的，其特征在于，所述P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn?？蛇x的，所述N型電子注入層、P型空穴注入層、多量子阱有源層及電子阻擋層均由 AlxGayIn1TyN 組成，其中，0 < χ < 1，0 < x+y < 1。可選的，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度?？蛇x的，所述N型電子注入層的禁帶寬度、P型空穴注入層的禁帶寬度以及多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)， 從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED 器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。


圖1為現(xiàn)有的LED結(jié)構(gòu)的能帶示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的第一種能帶示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的第二種能帶示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的第三種能帶示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是， 附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率；同時(shí)，還提供一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的剖面圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)包括襯底101、在所述襯底101上依次形成的低溫緩沖層 102、不摻雜的氮化物層103、N型電子注入層104、多量子阱有源層105、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106、電子阻擋層107以及P型空穴注入層108，其中，所述N型電子注入層104與N型電極109相連，所述P型空穴注入層108上形成有透明電極層110，所述透明電極層110上制備有P型電極111 ；所述InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106包括多個(gè)周期的InGaN/GaN超晶格， 且所述InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106進(jìn)行了 P型摻雜。本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低 P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的能帶結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考圖3至圖5，其中，圖 3為本發(fā)明實(shí)施例提供的LED結(jié)構(gòu)的第一種能帶示意圖，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的LED結(jié)構(gòu)的第二種能帶示意圖，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的LED結(jié)構(gòu)的第三種能帶示意圖。如圖3至圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式可在以下幾種中進(jìn)行選擇，其中，所述摻雜區(qū)域通過圖中的陰影進(jìn)行表示(1)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P型摻雜，如圖3所示；(2)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜， 如圖4所示；(3)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行 P型摻雜，如圖5所示。由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，因而可提高雜質(zhì)原子的摻雜效率，使用較低濃度的雜質(zhì)即可獲得較高的空穴濃度，從而對(duì)所述InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行P型摻雜的雜質(zhì)原子的濃度進(jìn)一步低于對(duì)所述P型空穴注入層進(jìn)行P型摻雜的雜質(zhì)原子的濃度。進(jìn)一步地，所述P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn。進(jìn)一步地，所述N型電子注入層104、P型空穴注入層108、多量子阱有源層105及電子阻擋層107均由AlxGayIn1^N組成，其中，0 < χ < 1，0 < x+y < 1。進(jìn)一步地，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度，從而可保證在量子阱中發(fā)出的光不會(huì)被所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106吸收。
進(jìn)一步地，所述N型電子注入層104的禁帶寬度、P型空穴注入層108的禁帶寬度以及多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。結(jié)合圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法包括如下步驟提供襯底101;在所述襯底101上依次形成低溫緩沖層102、不摻雜的氮化物層103、N型電子注入層104、多量子阱有源層105、P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106、電子阻擋層107以及P型空穴注入層108 ；依次刻蝕所述P型空穴注入層108、所述電子阻擋層107、所述P型摻雜的InGaN/ GaN超晶格結(jié)構(gòu)106以及所述多量子阱有源層105，形成一臺(tái)柱面，并露出所述N型電子注入層104，在露出的N型電子注入層104上制備N型電極109 ；在刻蝕后的所述P型空穴注入層108上制備透明電極層110及P型電極111。其中，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106的摻雜方式可在以下幾種中進(jìn)行選擇，所述摻雜區(qū)域通過圖中的陰影進(jìn)行表示(1)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P型摻雜，如圖3所示；(2)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜， 如圖4所示；(3)所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行 P型摻雜，如圖5所示。進(jìn)一步地，所述P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn。進(jìn)一步地，所述N型電子注入層104、P型空穴注入層108、多量子阱有源層105及電子阻擋層107均由AlxGayIn1^N組成，其中，0 < χ < 1，0 < x+y < 1。進(jìn)一步地，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度，從而可保證在量子阱中發(fā)出的光不會(huì)被所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)106吸收。進(jìn)一步地，所述N型電子注入層104的禁帶寬度、P型空穴注入層108的禁帶寬度以及多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層105中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。綜上所述，本發(fā)明提供了一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率；同時(shí)，還提供了一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高LED器件的空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；并且由于InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向所述勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了發(fā)光器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，至少包括N型電子注入層、P型空穴注入層以及夾在所述N型電子注入層與所述P型空穴注入層之間的多量子阱有源層，且所述多量子阱有源層與所述 P型空穴注入層之間設(shè)置有一電子阻擋層，其特征在于，所述多量子阱有源層與所述電子阻擋層之間還設(shè)置有多個(gè)周期的P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P型摻雜。
3.如權(quán)利要求1所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜。
4.如權(quán)利要求1所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行P型摻雜。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn。
6.如權(quán)利要求5所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N型電子注入層、P型空穴注入層、多量子阱有源層及電子阻擋層均由AlxGayIni_x_yN組成，其中，0 < χ < 1,0 < x+y < 1。
7.如權(quán)利要求6所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。
8.如權(quán)利要求7所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N型電子注入層的禁帶寬度、P型空穴注入層的禁帶寬度以及多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。
9.如權(quán)利要求1所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其特征在于，該氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)還包括襯底、 在所述襯底上依次生長(zhǎng)的低溫緩沖層以及不摻雜的氮化物層，所述不摻雜的氮化物層上依次形成有所述N型電子注入層、所述多量子阱有源層、所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、所述電子阻擋層以及所述P型空穴注入層，所述N型電子注入層與N型電極相連，所述 P型空穴注入層上形成有透明電極層，所述透明電極層上制備有P型電極。
10.一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟提供襯底；在所述襯底上依次形成低溫緩沖層、不摻雜的氮化物層、N型電子注入層、多量子阱有源層、P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、電子阻擋層以及P型空穴注入層；依次刻蝕所述P型空穴注入層、所述電子阻擋層、所述P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)以及所述多量子阱有源層，形成一臺(tái)柱面，并露出所述N型電子注入層，在露出的N型電子注入層上制備N型電極；在刻蝕后的所述P型空穴注入層上制備透明電極層及P型電極。
11.如權(quán)利要求10所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜的 InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)InGaN進(jìn)行P型摻雜。
12.如權(quán)利要求10所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜的 InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為只對(duì)GaN進(jìn)行P型摻雜。
13.如權(quán)利要求10所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜的 InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的摻雜方式為對(duì)InGaN及GaN均進(jìn)行P型摻雜。
14.如權(quán)利要求10至13任一項(xiàng)所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述 P型摻雜采用的雜質(zhì)原子為Mg或Zn。
15.如權(quán)利要求14所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述N型電子注入層、P型空穴注入層、多量子阱有源層及電子阻擋層均由AlxGayIn1^N組成，其中，0 <x < 1,0 < x+y < 1。
16.如權(quán)利要求15所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜的 InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中的InGaN的禁帶寬度大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。
17.如權(quán)利要求16所述的氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述N型電子注入層的禁帶寬度、P型空穴注入層的禁帶寬度以及多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)壘的禁帶寬度均大于所述多量子阱有源層中的量子阱的勢(shì)阱的禁帶寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，其在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；由于該超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率；還公開了一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的制備方法，通過在多量子阱有源層與電子阻擋層之間插入P型摻雜的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，從而可提高空穴濃度，降低P型空穴注入層的摻雜濃度；由于該超晶格結(jié)構(gòu)具有極化效應(yīng)，從而可提高其摻雜效率，降低P型雜質(zhì)的濃度；減少了雜質(zhì)原子向勢(shì)阱中擴(kuò)散，提高了器件的內(nèi)量子效率和發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/04GK102185057SQ20111011252
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者于洪波, 張汝京, 程蒙召, 肖德元 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司