本公开涉及光电子制造,特别涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术:
1、发光二极管(英文:light emitting diode,简称:led)作为光电子产业中极具影响力的新产品,具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点,广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。
2、发光二极管通常包括依次层叠的衬底、第一半导体层、发光层和第二半导体层。
3、然而,相关技术中,上述结构的发光二极管的内量子效率不够高。
技术实现思路
1、本公开实施例提供了一种发光二极管及其制备方法,能提升发光二极管的内量子效率。所述技术方案如下:
2、一方面,本公开实施例提供了一种发光二极管的制备方法,所述制备方法包括:
3、在氨气氛围下对蓝宝石衬底进行加热处理,使所述蓝宝石衬底为氮极性;
4、在所述蓝宝石衬底上依次形成低温gan层和高温gan层,得到第一半导体层,所述高温gan层的生长温度大于所述低温的生长温度,所述高温gan层的生长压力小于所述低温gan层的生长压力;
5、在所述第一半导体层上形成发光层;
6、在所述发光层上形成第二半导体层。
7、可选地,所述在氨气氛围下对蓝宝石衬底进行加热处理,包括:
8、在氨气氛围下对所述蓝宝石衬底进行1000-1200摄氏度加热,持续20~30min。
9、可选地,所述低温gan层的生长温度为900-1000摄氏度,所述高温gan层的生长温度为1000-1200摄氏度;
10、所述低温gan层的生长压力为80-100torr,所述高温gan层的生长压力为60-80torr。
11、可选地,所述低温gan层的厚度为250-400纳米,所述高温gan层的厚度为2-2.5微米。
12、可选地,在所述发光层上形成第二半导体层,包括:
13、在所述发光层上依次形成p型algan阻挡层、p型al0.15in0.03ga0.82n层和p型gan层,得到所述第二半导体层。
14、可选地,所述p型algan阻挡层的生长温度为950-1000摄氏度,生长压力为150-200torr,厚度为40-100纳米;
15、所述p型al0.15in0.03ga0.82n层的生长温度为900-950摄氏度,生长压力为200-250torr,厚度为25-50纳米;
16、所述p型gan层的生长温度为850-900摄氏度,生长压力为250-300torr,厚度为60-80纳米。
17、可选地,所述方法还包括:
18、在所述第二半导体层上形成sio2层;
19、在所述sio2层上涂布光刻胶;
20、对所述光刻胶进行两次曝光显影,以减薄发光区的所述光刻胶并去除切割道区的所述光刻胶;
21、采用湿法刻蚀去除所述切割道区的所述sio2层;
22、采用干法刻蚀去除所述切割道区的所述第二半导体层和所述发光层;
23、对所述光刻胶进行曝光显影,去除所述发光区的所述光刻胶;
24、采用湿法刻蚀去除所述发光区的所述sio2层。
25、另一方面,本公开实施例提供了一种发光二极管,所述发光二极管包括:蓝宝石衬底、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底上的第一半导体层、发光层和第二半导体层;
26、所述蓝宝石衬底经过氨气氛围下加热处理,所述蓝宝石衬底为氮极性;
27、所述第一半导体层包括依次层叠在所述蓝宝石衬底上的低温gan层和高温gan层,所述高温gan层的生长温度大于所述低温的生长温度,所述高温gan层的生长压力小于所述低温gan层的生长压力。
28、可选地,所述低温gan层的生长温度为900-1000摄氏度,所述高温gan层的生长温度为1000-1200摄氏度;
29、所述低温gan层的生长压力为80-100torr,所述高温gan层的生长压力为60-80torr。
30、可选地,所述低温gan层的厚度为250-400纳米,所述高温gan层的厚度为2-2.5微米。
31、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
32、在本公开实施例中,通过在上述气氛、温度和时长下对蓝宝石衬底进行的加热,能够保证加热后的蓝宝石衬底为氮极性,氮极性蓝宝石衬底有利于后续形成高质量氮极性氮化物,从而极化诱导p型掺杂技术,使得第二半导体层的空穴浓度更高,提升注入效率,提升内量子效率。通过采用高低温两步生长的方式制作第一半导体层,升高温度和降低压力都有利于提高吸附原子在薄膜表面的迁移率,促进薄膜的横向生长速率。提高生长温度和降低生长压力有利于缓解氮极性gan薄膜的台阶聚并生长模式,降低氮极性gan薄膜的表面粗糙度,得到表面光滑的gan材料,进而提高外延层质量,提高内量子效率。通过上述两方面提高内量子效率,从而提高发光二极管的发光效率。
1.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述在氨气氛围下对蓝宝石衬底进行加热处理,包括:
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述低温gan层的生长温度为900-1000摄氏度,所述高温gan层的生长温度为1000-1200摄氏度;
4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述低温gan层的厚度为250-400纳米,所述高温gan层的厚度为2-2.5微米。
5.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述发光层上形成第二半导体层,包括:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述p型algan阻挡层的生长温度为950-1000摄氏度,所述p型algan阻挡层的生长压力为150-200torr,所述p型algan阻挡层的厚度为40-100纳米;
7.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
8.一种发光二极管,其特征在于,所述发光二极管包括:蓝宝石衬底(301)、以及依次层叠在所述蓝宝石衬底(301)上的第一半导体层(304)、发光层(305)和第二半导体层(306);
9.根据权利要求8所述的发光二极管,其特征在于,所述低温gan层的生长温度为900-1000摄氏度,所述高温gan层的生长温度为1000-1200摄氏度;
10.根据权利要求8所述的发光二极管,其特征在于,所述低温gan层的厚度为250-400纳米,所述高温gan层的厚度为2-2.5微米。