[0038] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的P型GaN歐姆接觸電阻大的問(wèn)題，提供一種具有P型AlInGaN 接觸層的LED及其制備方法。利用P型AlInGaN接觸層中In的摻雜量有規(guī)律的變化后，改 變了P型AlInGaN層的能帶分布，減弱了P型AlInGaN層的價(jià)帶對(duì)空穴注入時(shí)的阻擋作用， 同時(shí)不削弱其對(duì)電子的阻擋作用。利用極化效應(yīng)，Mg摻雜效率得到提升，并且在P型GaN表 面形成二維電子氣，以提高P型GaN表面空穴濃度。該結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠改善表面粗 化。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，LED芯片的歐姆接觸降低了 10%左右。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是本發(fā)明具有P型AlInGaN結(jié)構(gòu)接觸層的LED結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖1中，1、襯底，2、成核層，3、緩沖層，4、N型GaN層，5、多量子阱發(fā)光層，6、P型 AlGaN層，7、P型GaN層，8、P型AlInGaN接觸層。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
[0042] 實(shí)施例1、
[0043] 參考圖1，以用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法在碳化硅襯底上制備具有P型AlInGaN 接觸層的LED結(jié)構(gòu)為例，具體包括以下步驟：
[0044] (1)碳化硅襯底1放入金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積爐（MOCVD)設(shè)備的反應(yīng)室中，在氫 氣氣氛下加熱到1250°C，處理15分鐘；
[0045] (2)在碳化硅襯底1上生長(zhǎng)氮化鋁成核層2,生長(zhǎng)溫度為750°C，厚度45nm，生長(zhǎng)壓 力為5Ombar;
[0046] (3)在氮化鋁成核層2上生長(zhǎng)非摻雜氮化鎵層緩沖層3,生長(zhǎng)溫度為1KKTC，生長(zhǎng) 厚度為2iim，生長(zhǎng)速率為L(zhǎng)9iim/h;
[0047] (4)在氮化鎵緩沖層3上生長(zhǎng)N型GaN層4,硅摻雜濃度為4XIOlfVcm3,厚度為 2iim，生長(zhǎng)溫度約為1005°C;
[0048] (5)在N型GaN層4上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層5,其中，勢(shì)阱層為InGaN材料，勢(shì)壘層 為GaN材料，生長(zhǎng)溫度為800°C，多量子阱生長(zhǎng)周期為15 ;
[0049] (6)在多量子阱發(fā)光層5上生長(zhǎng)P型AlGaN層，P型AlGaN層生長(zhǎng)溫度為550°C， Mg摻雜濃度 8. 5X10ls/cm3。
[0050] (7)在P型AlGaN層上生長(zhǎng)P型GaN層6,生長(zhǎng)溫度為1000°C，Mg摻雜濃度 5. 5XIO1Vcm3 ；
[0051] (8)在P型GaN層6上生長(zhǎng)P型AlInGaN接觸層7,反應(yīng)室溫度為1KKTC，壓力 200torr，生長(zhǎng)時(shí)間為300s，Mg摻雜濃度為IXIO1Vcm3 ;開(kāi)啟Al源，Al源流量為70sccm， 時(shí)間為300s;開(kāi)啟Al源的同時(shí)開(kāi)啟In源，初始In源流量為lOsccm，In源流量每秒增加 0? 5sccm，In源通入時(shí)間300s，得到一組厚度為60nm的In組分漸變的P型AlInGaN接觸 層。
[0052] 采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的LED相比傳統(tǒng)LED的姆接觸降低了 10 %。
[0053] 實(shí)施例2、
[0054] 參考圖1，以用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法在藍(lán)寶石襯底上制備具有P型AlInGaN 接觸層的LED結(jié)構(gòu)為例，具體包括以下步驟：
[0055] (1)藍(lán)寶石襯底1放入金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積爐（MOCVD)設(shè)備的反應(yīng)室中，在氫 氣氣氛下加熱到l〇〇〇°C，處理20分鐘；
[0056] (2)在藍(lán)寶石襯底1上生長(zhǎng)鋁鎵氮成核層2,生長(zhǎng)溫度為600°C，厚度120nm，生長(zhǎng) 壓力為5OOtorr;
[0057] (3)在鋁鎵氮成核層2上生長(zhǎng)非摻雜氮化鎵層緩沖層3,生長(zhǎng)溫度為1KKTC，生長(zhǎng) 厚度為I. 8iim，生長(zhǎng)速率為2iim/h;
[0058] (4)在氮化鎵緩沖層3上生長(zhǎng)N型GaN層4,硅摻雜濃度為IXIO1Vcm3,厚度為 2iim，生長(zhǎng)溫度約為1250°C;
[0059] (5)在N型GaN層4上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層5,其中，勢(shì)阱層為InGaN材料，勢(shì)壘層 為GaN材料，生長(zhǎng)溫度為750°C，多量子阱生長(zhǎng)周期為18 ;
[0060] (6)在多量子阱發(fā)光層5上生長(zhǎng)P型AlGaN層，P型AlGaN層生長(zhǎng)溫度為600°C， Mg摻雜濃度 9. 8X10ls/cm3 ;
[0061] (7)在P型AlGaN層上生長(zhǎng)P型GaN層6,生長(zhǎng)溫度為950°C，Mg摻雜濃度9XIO18/ cm3 ；
[0062] (8)在P型GaN層6上生長(zhǎng)P型AlInGaN接觸層7,反應(yīng)室溫度為950°C，壓力 200torr，生長(zhǎng)時(shí)間為300s，Mg摻雜濃度為I. 2XIO1Vcm3 ;開(kāi)啟Al源，Al源流量為70sccm， 時(shí)間為300s;通入Al源100s后，開(kāi)啟In源，初始In源流量為lOsccm，In源流量每秒增加 lsccm，In源通入時(shí)間200s，得到一組厚度為80nm的In組分漸變的P型AlInGaN接觸層。
[0063] 采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的LED相比傳統(tǒng)LED的姆接觸降低了 5 %。
[0064] 實(shí)施例3、
[0065] 參考圖1，以用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法在藍(lán)寶石襯底上制備具有P型AlInGaN 接觸層的LED結(jié)構(gòu)為例，具體包括以下步驟：
[0066] (1)藍(lán)寶石襯底1放入金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積爐（MOCVD)設(shè)備的反應(yīng)室中，在氫 氣氣氛下加熱到1000°C，處理15分鐘；
[0067] (2)在藍(lán)寶石襯底1上生長(zhǎng)氮化鎵成核層2,生長(zhǎng)溫度為670°C，厚度600nm，生長(zhǎng) 壓力為400mbar;
[0068] (3)在氮化鎵成核層2上生長(zhǎng)非摻雜氮化鎵緩沖層3,生長(zhǎng)溫度為1050°C，生長(zhǎng)厚 度為I. 5iim，生長(zhǎng)速率為2. 3iim/h;
[0069] (4)在氮化鎵緩沖層3上生長(zhǎng)N型GaN層4,硅摻雜濃度為3X10ls/cm3,厚度為 I. 8iim，生長(zhǎng)溫度約為1200°C;
[0070] (5)在N型GaN層4上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層5,其中，勢(shì)阱層為InGaN材料，勢(shì)壘層 為GaN材料，生長(zhǎng)溫度為690°C，多量子阱生長(zhǎng)周期為6 ;
[0071] (6)在多量子阱發(fā)光層5上生長(zhǎng)P型AlGaN層，生長(zhǎng)溫度為750°C，Mg摻雜濃度 I. 2XIO1Vcm3 ；
[0072] (7)在P型AlGaN層上生長(zhǎng)P型GaN層6,生長(zhǎng)溫度為1150°C，Mg摻雜濃度為 4. 5XIO19/cm3 ；
[0073] (8)在P型GaN層6上生長(zhǎng)P型AlInGaN接觸層7,反應(yīng)室溫度為700°C，壓力 200torr，生長(zhǎng)時(shí)間為200s，Mg摻雜濃度為8. 2XIO1Vcm3 ;開(kāi)啟Al源，Al源流量為75sccm， 時(shí)間為200s;A1源通入50s后，開(kāi)啟In源，初始In源流量為25SCCm，前100s時(shí)，In源流量 每秒增加5sccm;In流量達(dá)到525sccm后，In源流量每秒減少5sccm，時(shí)間持續(xù)50s，得到一 組厚度為80nm的In組分漸變的P型AlInGaN接觸層。
[0074] 采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的LED相比傳統(tǒng)LED的姆接觸降低了10%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有P型AlInGaN接觸層的LED，其結(jié)構(gòu)由下至上依次包括襯底，成核層，緩沖 層，N型GaN層，多量子阱發(fā)光層，P型結(jié)構(gòu)；其中， 所述成核層是氮化鎵層、氮化鋁層或鋁鎵氮層之一； 所述緩沖層為非摻雜GaN層； 所述多量子阱發(fā)光層是由InGaN勢(shì)阱層和GaN勢(shì)壘層周期性交替疊加構(gòu)成； 所述P型結(jié)構(gòu)組成依次為P型AlGaN層、P型GaN層和P型AlInGaN接觸層。2. -種權(quán)利要求1所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，包括以下步 驟： (1) 將藍(lán)寶石或碳化硅襯底放入金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD)設(shè)備的反應(yīng)室中， 在氫氣氣氛下加熱到1000-150(TC，處理5-30分鐘； (2) 在處理過(guò)的藍(lán)寶石或碳化硅襯底上生長(zhǎng)氮化鎵、氮化鋁或者鋁鎵氮成核層； (3) 在上述成核層上生長(zhǎng)非摻雜氮化鎵緩沖層、N型GaN層以及多量子阱發(fā)光層； (4) 在上述多量子阱發(fā)光層上生長(zhǎng)P型結(jié)構(gòu)，包括P型AlGaN層、P型GaN層和P型 AlInGaN接觸層；其中P型AlInGaN接觸層生長(zhǎng)時(shí)包括以下步驟： 在生長(zhǎng)溫度為200-1200°C、壓力為120-800mbar的環(huán)境下，開(kāi)啟Al源，Al源流量為 56-104SCCm ;在Al源通入之前、同時(shí)或之后，開(kāi)啟In源，In源初始流量為0-800SCCm ;該層 生長(zhǎng)時(shí)間為20-600s，Mg摻雜濃度為0.1 X IO1Vcm 3-3. 5X IO2Vcm 3 ;In源流量每秒變化量 為0. 3-100sccm，In源通入時(shí)間為20-600S，這樣隨著In源流量的速率不斷的變化得到一 組In組分漸變的P型AlInGaN接觸層。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，其特征在于， 所述步驟（2)中，氮化鎵成核層生長(zhǎng)溫度440-80(TC，厚度15-600nm;氮化鋁和鋁鎵氮成核 層，生長(zhǎng)溫度600-1250°C，厚度30-200nm。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，其特征在于， 所述步驟（3)中，非摻雜氮化鎵層緩沖層生長(zhǎng)溫度為1000-120(TC，厚度為0. l-3iim;N型 GaN層生長(zhǎng)溫度為1000-1405°C，厚度為0. 3-2. 5 ii m ;多量子阱發(fā)光層的厚度為200-300nm， 由5-20個(gè)周期的InGaN勢(shì)阱層和GaN勢(shì)壘層交互疊加構(gòu)成；單個(gè)周期的所述InGaN勢(shì)阱層 的厚度為2-3. 5nm，單個(gè)周期的所述GaN勢(shì)壘層的厚度為5-14nm。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，其特征在于， 所述步驟（4)中，P型AlGaN層生長(zhǎng)溫度為500-900°C，Mg摻雜濃度3 X IOisVcm 3-8 X IO1V cm 3〇6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，其特征在于， 所述步驟⑷中，P型GaN層生長(zhǎng)溫度為800-120(TC，Mg摻雜濃度SXlO 1Vcm S-SXlO1V cm 3〇7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有P型AlInGaN接觸層的LED制作方法，其特征在于， 所述步驟（4)中，P型AlInGaN接觸層厚度為2-800nm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有P型AlInGaN接觸層的LED及其制備方法，其結(jié)構(gòu)由下至上依次包括襯底，成核層，緩沖層，N型GaN層，多量子阱發(fā)光層，P型結(jié)構(gòu)；所述P型結(jié)構(gòu)組成依次為P型AlGaN層、P型GaN層和P型AlInGaN接觸層。通過(guò)LED芯片中所設(shè)置的P型AlInGaN層中In的摻雜量有規(guī)律的變化后，改變了P型AlInGaN層的能帶分布，減弱了P型AlInGaN層的價(jià)帶對(duì)空穴注入時(shí)的阻擋作用，同時(shí)不削弱其對(duì)電子的阻擋作用。該結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠改善表面粗化。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，LED芯片的歐姆接觸能降低10％左右。
【IPC分類】H01L33/00, H01L33/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105023980
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410182935
【發(fā)明人】逯瑤, 王成新, 曲爽
【申請(qǐng)人】山東浪潮華光光電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年4月25日