一種含摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)的黃綠光led的制作方法
【專利摘要】一種含摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)的黃綠光LED，屬于光電子【技術(shù)領(lǐng)域】，包括在GaAs襯底的一面生長的緩沖層、布拉格反射層、第一限制層、非摻雜超晶格第一有源層、摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層、非摻雜超晶格第二有源層、第二限制層、GaP窗口層，在GaP窗口層上設(shè)置有第一電極，在GaAs襯底的另一面設(shè)置有第二電極。本實用新型可提高有源區(qū)的空穴注入，提升電子空穴復(fù)合效率，從而較大地提高產(chǎn)品光效，提升2%～4%芯片合格率，因此，本實用新型能夠大量生產(chǎn)發(fā)光波長560～580nm范圍的高效率及高產(chǎn)出良率的黃綠光波段的LED。
【專利說明】一種含摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)的黃綠光LED

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于光電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及AlGaInP四元系LED生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 四元系A(chǔ)lGaInP黃綠光發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于信號指示、顯示、交通指示、顯示 屏、汽車照明、特種照明等各個領(lǐng)域。四元AlGaInP材料隨著波長的變短，有源層Al組分 不斷升高，Al原子與氧或碳原子結(jié)合導(dǎo)致材料產(chǎn)生嚴(yán)重的晶格缺陷，發(fā)光效率下降；另一 方面黃綠光的能帶由于Al組分的比例提高，能隙由直接能隙逐步轉(zhuǎn)變成間接能隙，內(nèi)量子 效率進一步大幅下降，致使黃綠光波段LED產(chǎn)品光效較低；同時，利用有機金屬氣相沉積 (MOCVD)技術(shù)生產(chǎn)時，由于載片盤邊緣外延沉積效率差，外延片生長后邊緣性能差，生產(chǎn)良 率低，此類問題在工藝窗口更極限的黃綠光波段體現(xiàn)更為明顯。
[0003] 傳統(tǒng)的AlGaInP四元系黃綠光LED，如圖1，在GaAs襯底11上，自下而上依次生長 為緩沖層12、布拉格反射層13、第一限制層14、非摻雜有源層15、第二限制層16和GaP窗 口層17。此結(jié)構(gòu)由于黃綠光波段自身的有源層材料能隙極限，難以得到高效的電子空穴復(fù) 合效率，技術(shù)人員為提高電子空穴在有源層俘獲，提高內(nèi)量子效率，一般采用增加有源層超 晶格對數(shù)，但是此類工藝提升亮度有限，且由于有源層厚度增加，PN結(jié)勢壘電容降低，會使 器件的ESD抗靜電性能變差；同時該工藝由于窗口窄，生產(chǎn)時邊緣由于外延沉積效率差，夕卜 延片邊緣良率低的問題凸顯。 實用新型內(nèi)容
[0004] 為解決上述問題，本實用新型旨在提供一種可提升產(chǎn)品合格率、保持發(fā)光效率的 黃綠光LED。
[0005] 本實用新型包括在GaAs襯底的一面生長的緩沖層、布拉格反射層、第一限制層、 非摻雜超晶格第一有源層、摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層、非摻雜超晶格第二有源層、第二限制層、GaP 窗口層，在GaP窗口層上設(shè)置有第一電極，在GaAs襯底的另一面設(shè)置有第二電極。
[0006] 本實用新型通過在有源層中加入摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層可較大地改善傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi) 量子效率低的問題，提高有源區(qū)的空穴注入，提升電子空穴復(fù)合效率，從而較大地提高產(chǎn)品 光效，其亮度較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)可提升30%?50%，同時可提高產(chǎn)品工藝窗口，改善生產(chǎn)技術(shù)，提升 2%?4%芯片合格率，因此，本實用新型能夠大量生產(chǎn)發(fā)光波長560?580nm范圍的高效率 及高產(chǎn)出良率的黃綠光波段的LED。
[0007] 本實用新型所述摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層的厚度d為30nm < d < 300nm。厚度厚可提供 更多的空穴，提1?有源區(qū)電子與空穴復(fù)合，提1?內(nèi)量子效率，進一步的厚度厚外延片邊緣外 延沉積后材料質(zhì)量工藝窗口增大，外延片邊緣芯片產(chǎn)出良率高，但是摻雜寬勢壘層厚度過 厚邊緣材料改善效應(yīng)飽和無進一步提升作用，同時由于厚度增加有源區(qū)整體摻雜過多會減 低器件使用壽命，另外該寬勢壘結(jié)構(gòu)層厚度過厚還會導(dǎo)致PN結(jié)勢壘電容降低，器件ESD性 能變差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為傳統(tǒng)黃綠光LED的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖2為本實用新型實施例1和實施例2的黃綠光LED的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010] 實施例1
[0011] 一、生產(chǎn)工藝步驟：
[0012] 1、將N-GaAs襯底21置于MOCVD反應(yīng)腔體內(nèi)，加熱至600°C?700°C，去除襯底表 面氧化層，并生長GaAs緩沖層22。
[0013] 2、在GaAs緩沖層22上生長一層布拉格反射層23。
[0014] 3、在布拉格反射層23上生長N型限制層24。
[0015] 4、在N型限制層24上生長非摻雜超晶格第一有源層25 :以AlxGa(1_x)InP/AlYGa (1_Y) InP為材料，其中，X取值0. 3, Y取值0. 7,周期厚度10nm，對數(shù)30對。
[0016] 5、在第一有源層25上以AlYGa(1_Y)InP為材料，摻以同種導(dǎo)電類型雜質(zhì)，生長寬勢 壘結(jié)構(gòu)層26。
[0017] 本實施例中，Y取值0. 7,厚度80nm，摻雜元素為Zn,摻雜濃度5E16。
[0018] 6、以AlxGa(1_x)InP/Al YGa(1_Y)InP為材料，在摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層26上進行非摻雜超 晶格第二有源層27的生長，其中，X取值0. 3, Y取值0. 7,周期厚度10nm，對數(shù)30對。
[0019] 7、在第二有源層27上生長P-AlInP限制層28。
[0020] 8、P-AlInP限制層28上生長GaP窗口層29。
[0021] 9、在GaP窗口層29上制出第一電極30,在N-GaAs襯底21的背面制出第二電極 31。
[0022] 二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析：
[0023] 如圖2所示，采用以上工藝制成的黃綠光LED包括襯底21，襯底21分為第一表面 和第二表面。在襯底21的第一表面之上，自下而上為緩沖層22、布拉格反射層23、N型限 制層24、非摻雜超晶格第一有源層25、摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層26、非摻雜超晶格第二有源層27、 P型限制層28和GaP窗口層29。
[0024] 第一電極30形成于窗口層29之上；第二電極31形成于襯底21的第二表面之上。
[0025] 三、將評價尺寸為7. 0X7. Omil的四元系發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)的光電特性列于表 1〇
[0026] 表 1
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種含摻雜寬勢魚結(jié)構(gòu)的黃綠光LED,包括在GaAs襯底的一面生長的緩沖層、布拉 格反射層、第一限制層、非摻雜超晶格第一有源層、第二限制層、GaP窗口層，在GaP窗口層 上設(shè)置有第一電極，在GaAs襯底的另一面設(shè)置有第二電極；其特征在于：在非摻雜超晶格 第一有源層和第二限制層之間生長摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)層和非摻雜超晶格第二有源層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述含摻雜寬勢壘結(jié)構(gòu)的黃綠光LED，其特征在于：所述摻雜寬勢壘 結(jié)構(gòu)層的厚度d為30nm < d < 300nm。
【文檔編號】H01L33/10GK204189817SQ201420590730
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】林鴻亮, 李全素, 徐培強, 楊凱, 張雙翔, 張銀橋, 王向武, 李忠輝 申請人:揚州乾照光電有限公司