改善光效的发光二极管及其制备方法与流程

1.本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种改善光效的发光二极管及其制备方法。


背景技术：

2.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。
3.发光二极管通常包括：衬底、n型gan层、有源层和p型gan层，n型gan层、有源层和p型gan层依次层叠在衬底上。其中，有源层通常包括多个交替层叠的ingan量子阱层和gan量子垒层。
4.在制备gan量子垒层时，通常会掺入si和al，由于al原子非常活泼，很容易与n原子结合，这样会降低si原子有效掺入效率。因此，共同掺入si和al会导致si原子在量子垒gan材料中以杂质形式存在，从而形成晶格缺陷引起非辐射复合，影响发光二极管的发光效率。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种改善光效的发光二极管及其制备方法，能改善有源层中量子垒层的制备质量，提升发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
6.一方面，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依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；所述有源层包括交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层包括u型algan层，所述第二子层和所述第四子层包括gan层，所述第三子层包括n型gan层。
7.可选地，所述第一子层包括alwga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。
8.可选地，所述第三子层的si的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
9.可选地，所述第一子层和所述第三子层的厚度均为20nm至80nm。
10.可选地，所述第二子层和所述第四子层包括p型gan层，所述第二子层和所述第四子层的mg的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
11.可选地，所述第二子层和所述第四子层的厚度均为5nm至20nm。
12.另一方面，本公开实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成第一半导体层；在所述第一半导体层上形成交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，得到有源层，所述量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层包括u型algan层，所述第二子层和所述第四子层包括gan层，所述第三子层包括n型gan层；在所述有源层上形成第二半导体层。
13.可选地，生长所述第一子层包括：在纯氮气气氛中，控制生长压力为75torr至150torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长alwga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。
14.可选地，生长所述第三子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长n型gan层，n型gan层的si的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
15.可选地，生长所述第二子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
；生长所述第四子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
16.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
17.本公开实施例提供的发光二极管将有源层中的量子垒层分为四个子层，其中，第一子层是u型algan层，在生长algan层的过程中掺杂了al而没有掺杂si，第三子层是掺杂si且未掺杂al的n型gan层。这样在量子垒层中采用分离掺入的方式分别将si和al掺入不同的子层中。即掺al时不掺si，掺si时不掺al生长量子垒层。
18.这样在生长量子垒层中的第一子层时，形成只掺杂al的algan层，就避免了同时掺杂al和si时al原子易与n原子结合，而降低si原子掺入效率的问题；在生长第三子层时，形成只掺杂si的n型gan层，避免al原子的存在影响si原子的掺杂效率，有利于si原子的掺入效率。在生长第二子层和第四子层时，形成的是未掺al和si的gan层，能将第一子层和第三子层的位错或者缺陷的延伸方向进行屏蔽或者转向，达到修复晶格缺陷目的。这样si和al采用分离掺入的方式得到量子垒层，能有效改善有源层中量子垒层的制备质量，提升发光二极管的发光效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
21.图2是本公开实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。
22.图中各标记说明如下：
23.10、衬底；
24.20、第一半导体层；
25.30、有源层；31、量子阱层；32、量子垒层；321、第一子层；322、第二子层；323、第三子层；324、第四子层；
26.40、第二半导体层；41、低温p型algan层；42、p型电子阻挡层；43、高温p型gan层；44、p型欧姆接触层；
27.51、缓冲层；52、成核层；53、非掺杂gan层。
具体实施方式
28.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方
式作进一步地详细描述。
29.图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图。如图1所示，该发光二极管包括依次层叠的第一半导体层20、有源层30和第二半导体层40。
30.如图1所示，有源层30包括交替层叠的多个量子阱层31和多个量子垒层32，量子垒层32包括依次层叠的第一子层321、第二子层322、第三子层323和第四子层324，第一子层321包括u型algan层，第二子层322和第四子层324包括gan层，第三子层323包括n型gan层。
31.本公开实施例提供的发光二极管将有源层30中的量子垒层32分为四个子层，其中，第一子层321是algan层，在生长algan层的过程中掺杂了al而没有掺杂si，第三子层323是掺杂si且未掺杂al的n型gan层，这样在量子垒层32中采用分离掺入的方式分别将si和al掺入不同的子层中。即掺al时不掺si，掺si时不掺al生长量子垒层32。
32.这样在生长量子垒层32中的第一子层321时，形成只掺杂al的algan层，就避免了同时掺杂al和si时al原子易与n原子结合，而降低si原子掺入效率的问题；在生长第三子层323时，形成只掺杂si的n型gan层，避免al原子的存在影响si原子的掺杂效率，有利于si原子的掺入效率。在生长第二子层322和第四子层324时，形成的是未掺al和si的gan层，能将第一子层321和第三子层323的位错或者缺陷的延伸方向进行屏蔽或者转向，达到修复晶格缺陷目的。这样si和al采用分离掺入的方式得到量子垒层32，能有效改善有源层30中量子垒层32的制备质量，提升发光二极管的发光效率。
33.可选地，第一子层321包括alwga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。
34.这样在生长量子垒层32中的第一子层321时只掺杂al，且控制al在algan中的占比在上述范围内以得到algan层，避免了同时掺杂al和si时al原子易与n原子结合，而降低si原子掺入效率的问题。
35.可选地，第一子层321的厚度为20nm至80nm。例如，第一子层321的厚度为50nm。
36.可选地，第三子层323的si掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
37.这样在生长量子垒层32中的第三子层323时只掺杂si，且控制si的掺杂浓度在上述范围内，以得到gan层，避免al原子的存在影响si原子的掺杂效率，有利于si原子的掺入效率。
38.示例性地，第三子层323中si掺杂浓度为2
×
10
17
cm-3
。
39.可选地，第三子层323的厚度为20nm至80nm。例如，第三子层323的厚度为50nm。
40.可选地，第二子层322和第四子层324包括p型gan层，第二子层322和第四子层324的mg的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
41.上述实现方式中，在生长第二子层322和第四子层324时，形成的是未掺al和si的gan层，在gan层中掺杂了mg。且mg的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。轻掺mg的gan层能将第一子层321和第三子层323的位错或者缺陷的延伸方向进行屏蔽或者转向，从而达到修复晶格缺陷目的。
42.示例性地，第二子层322和第四子层324的mg的掺杂浓度为3
×
10
17
cm-3
。
43.可选地，第二子层322和第四子层324的厚度均为5nm至20nm。例如，第二子层322和第四子层324的厚度均为15nm。
44.可选地，发光二极管还可以包括衬底10，衬底10是一种承载外延层的基板。
45.示例性地，衬底10为蓝宝石衬底10、硅衬底10或碳化硅衬底10。衬底10可以为平片
衬底10，也可以为图形化衬底10。
46.作为示例，本公开实施例中，衬底10为蓝宝石衬底10。蓝宝石衬底10为一种常用衬底10，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底10或蓝宝石平片衬底10。
47.可选地，第一半导体层20和第二半导体层40中的一个为n型层，第一半导体层20和第二半导体层40中的另一个为p型层。
48.示例性地，第一半导体层20为n型层。
49.可选地，n型层可以是n型gan层。n型层的厚度为0.5μm至3μm。
50.其中，n型层的掺杂剂为硅烷，掺杂硅烷的浓度可以是1
×
10
18
cm-3
至1
×
10
19
cm-3
。
51.可选地，有源层30可以包括8至15个周期的量子阱层31和量子垒层32。
52.其中，量子阱层31可以包括in
x
ga
1-x
n层，0.2《x《0.5。且每个量子阱层31的厚度可以是2nm至5nm。
53.示例性地，各量子阱层31中in组分的占比均相等，可以更好地实现工业量产。
54.其中，量子垒层32的第一子层321包括掺杂al且未掺杂si的u型algan层，量子垒层32的第二子层322包括未掺杂al和si，且掺杂mg的p型gan层，量子垒层32的第三子层323包括掺杂si且未掺杂al的n型gan层，量子垒层32的第四子层324包括未掺杂al和si，且掺杂mg的p型gan层。
55.示例性地，第二半导体层40为p型层。
56.可选地，p型层的厚度为50nm至100nm。
57.其中，p型层的掺杂剂为二茂镁。
58.其中，p型层可以包括依次层叠在有源层30上的低温p型algan层41、p型电子阻挡层42、高温p型gan层43和p型欧姆接触层44。
59.示例性地，p型电子阻挡层42可以是p型alkga
1-k
n0.2《k《0.5层，p型电子阻挡层42的厚度可以是20nm至100nm。
60.若p型电子阻挡层42的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型电子阻挡层42的厚度过厚，则会增加p型电子阻挡层42对光的吸收，从而导致led的发光效率降低。
61.本公开实施例中，低温p型algan层41和高温p型gan层43均为mg掺杂。
62.低温p型algan层41的mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
，高温p型gan层43的mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
63.其中，低温p型algan层41的厚度可以是50nm至100nm，例如，低温p型algan层41的厚度可以是80nm。
64.其中，高温p型gan层43的厚度可以是100nm至200nm，例如，高温p型gan层43的厚度可以是150nm。
65.可选地，p型欧姆接触层44的厚度可以为10nm至50nm。作为示例，本公开实施例中，p型欧姆接触层44的厚度为20nm。
66.若p型欧姆接触层44的厚度过薄，会影响对外延层与电极的电流接触，若p型欧姆接触层44的厚度过厚，则会增加p型欧姆接触层44对光的吸收，从而导致led的发光效率降低。
67.其中，p型欧姆接触层44为mg掺杂，p型欧姆接触层44的mg掺杂浓度为1
×
10
20
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
68.可选地，如图1所示，在衬底10和n型层之间还包括缓冲层51、成核层52和非掺杂gan层53，缓冲层51、成核层52和非掺杂gan层53依次层叠在衬底10上。
69.本公开实施例中，缓冲层51可以是aln层，aln层是在温度为400℃至800℃之间生长形成的aln层。
70.其中，缓冲层51的厚度可以是10nm至50nm。示例性地，缓冲层51的厚度可以是20nm。
71.通过将缓冲层51的厚度设置在上述范围内，可以避免缓冲层51的厚度过薄，而降低在较薄的缓冲层51上生长的外延层的晶体质量；还可以避免缓冲层51的厚度过厚，则会增加缓冲层51对光的吸收，从而导致发光二极管的发光效率降低。
72.可选地，成核层52可以是三维gan成核层52。
73.示例性地，三维gan成核层52的生长厚度可为0.3μm至0.5μm。
74.本公开实施例中，在三维gan成核层52和n型层之间还生长有一层非掺杂gan层53，相较于衬底10，由于非掺杂gan层53的晶体结构与n型层相似，通过设置非掺杂gan层53作为过渡层，能提升后续外延层的晶体质量。
75.其中，非掺杂gan层53的厚度为0.5μm至3μm。示例性地，非掺杂gan层53的厚度为2μm。
76.通过将非掺杂gan层53的厚度设置在上述范围内，可以避免非掺杂gan层53的厚度过薄，而起不到过渡的作用，降低生长的外延层的晶体质量；还可以避免非掺杂gan层53的厚度过厚，则会增加非掺杂gan层53对光的吸收，从而导致发光二极管的发光效率降低。
77.图2是本公开实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。该方法用于制备图1所示的发光二极管。如图2所示，该制备方法包括：
78.s11：提供一衬底。
79.s12：在衬底上形成第一半导体层。
80.s13：在第一半导体层上形成交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，得到有源层。
81.其中，量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，第一子层包括掺杂al且未掺杂si的u型algan层，第二子层和第四子层包括未掺杂al和si的p型gan层，第三子层包括掺杂si且未掺杂al的n型gan层。
82.s14：在有源层上形成第二半导体层。
83.该制备方法制备的发光二极管将有源层中的量子垒层分为四个子层，其中，第一子层是掺杂al且未掺杂si的u型algan层，第三子层是掺杂si且未掺杂al的n型gan层，这样在量子垒层中采用分离掺入的方式分别将si和al掺入不同的子层中。即掺al时不掺si，掺si时不掺al生长量子垒层。
84.这样在生长量子垒层中的第一子层时，形成只掺杂al的algan层，就避免了同时掺杂al和si时al原子易与n原子结合，而降低si原子掺入效率的问题；在生长第三子层时，形成只掺杂si的gan层，避免al原子的存在影响si原子的掺杂效率，有利于si原子的掺入效率。在生长第二子层和第四子层时，形成的是未掺al和si的gan层，能将第一子层和第三子层的位错或者缺陷的延伸方向进行屏蔽或者转向，达到修复晶格缺陷目的。这样si和al采用分离掺入的方式得到量子垒层，能有效改善有源层中量子垒层的制备质量，提升发光二
极管的发光效率。
85.在步骤s11中，衬底为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。衬底可以为平片衬底，也可以为图形化衬底。
86.作为示例，本公开实施例中，衬底为蓝宝石衬底。蓝宝石衬底为一种常用衬底，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底或蓝宝石平片衬底。
87.在步骤s11中，可以将蓝宝石衬底在1000℃至1200℃氢气气氛里进行高温清洁处理5min至20min，然后进行氮化处理。
88.在步骤s11中，可以对蓝宝石衬底进行预处理，将蓝宝石衬底置于mocvd(metal-organic chemical vapor deposition，金属有机化合物化学气相沉积)反应室中，对蓝宝石衬底进行烘烤处理12分钟至18分钟。作为示例，本公开实施例中，对蓝宝石衬底进行烘烤处理15分钟。
89.具体地，烘烤温度可以为1000℃至1200℃，烘烤时mocvd反应室内的压力可以为100mbar至200mbar。
90.在步骤s12之前还可以包括以下几步：
91.第一步，在衬底上生长缓冲层。
92.具体地，将蓝宝石衬底放入利用物理气相沉积(physical vapour deposition，简称pvd)设备磁控溅射沉积aln层，得到缓冲层。
93.其中，pvd设备中生长温度为400℃至800℃，溅射功率为3000w至5000w，压力为2mtorr至20mtorr，aln层沉积厚度为10nm至50nm。
94.第二步，将镀有缓冲层的衬底放入mocvd系统中生长成核层。mocvd反应室温度为950℃至1080℃，反应室压力控制在300torr至500torr，氮气、氢气、氨气混合气氛条件下，成核层的生长厚度为0.3μm至0.5μm。
95.第三步，在成核层上生长非掺杂gan层。
96.本公开实施例中，在成核层和n型层之间还生长有一层非掺杂gan层，相较于衬底，由于非掺杂gan层的晶体结构与n型层相似，通过设置非掺杂gan层作为过渡层，能提升后续外延层的晶体质量。
97.其中，非掺杂gan层的厚度为0.5μm至3μm。示例性地，非掺杂gan层的厚度为2μm。
98.具体地，mocvd生长未进行掺杂的gan缓冲恢复层。mocvd系统中温度调节至1000℃至1150℃，生长压力为100torr至300torr的环境下，生长厚度为0.5μm至3μm的非掺杂gan层。
99.步骤s12可以包括：在非掺杂gan层上生长n型层。
100.可选地，n型层可以是n型gan层。n型层的厚度为0.5μm至3μm。其中，n型层的掺杂剂为硅烷。
101.具体地，mocvd系统中温度调节至1000℃至1150℃，生长压力为100torr至300torr的环境下，生长厚度为0.5μm至3μm的n型掺杂gan层，n型gan层掺杂si的浓度为1
×
10
18
cm-3
至1
×
10
19
cm-3
。
102.步骤s13可以包括：在n型gan层上生长有源层。
103.其中，有源层包括8至15个周期的量子阱层和量子垒层。
104.其中，量子阱层可以包括in
x
ga
1-x
n层，0.2《x《0.5。且每个量子阱层的厚度可以是
2nm至5nm。
105.示例性地，各量子阱层中in组分的占比均相等，可以更好地实现工业量产。
106.制备各量子阱层的过程可以包括：在纯氮气气氛生长条件，控制生长温度为700℃至850℃，控制生长压力为200torr至500torr，生长厚度为2nm至5nm的in
x
ga
1-x
n层。
107.其中，量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层。第一子层包括掺杂al且未掺杂si的u型algan层，第二子层包括未掺杂al和si，且掺杂mg的p型gan层，第三子层包括掺杂si且未掺杂al的n型gan层，第四子层包括未掺杂al和si，且掺杂mg的p型gan层。
108.可选地，第一子层包括alwga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。
109.可选地，第一子层的厚度为20nm至80nm。例如，第一子层的厚度为50nm。
110.可选地，第三子层的si掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
111.示例性地，第三子层中si掺杂浓度为2
×
10
17
cm-3
。
112.可选地，第三子层的厚度为20nm至80nm。例如，第三子层的厚度为50nm。
113.可选地，第二子层和第四子层包括掺杂mg的p型gan层，第二子层和第四子层的mg的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
114.示例性地，第二子层和第四子层的mg的掺杂浓度为3
×
10
17
cm-3
。
115.可选地，第二子层和第四子层的厚度均为5nm至20nm。例如，第二子层和第四子层的厚度均为15nm。
116.其中，生长第一子层可以包括：在纯氮气气氛中，控制生长压力为75torr至150torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长alwga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。
117.本公开实施例中，在生长第一子层时采用低压压力生长，但是低压生长不利于si原子的掺入。因此，生长第一子层时可以仅掺杂al，以避免影响si原子的掺入率。并且，低压有利于al原子的有效掺入，减少al原子以杂质形式存在从而形成晶格缺陷引起非辐射复合。由于al原子非常活泼，在质量输运过程中，就已经和n原子发生了寄生反应，扩散到表面参与材料生长的al原子就减少了很多，导致最后algan材料中的al组分小于气相中的al组分.因此，低压生长有利于al的融入生长，且有利于a1gan的生长。
118.生长第二子层可以包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
119.生长第三子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长n型gan层，n型gan层的si的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
120.生长第四子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。
121.在步骤s14中，生长第二半导体层可以包括p型层。
122.可选地，p型层的厚度为30nm至120nm。其中，p型层的掺杂剂为二茂镁。
123.其中，p型层可以包括依次层叠在有源层上的低温p型algan层、p型电子阻挡层、高温p型gan层和p型欧姆接触层。
124.示例性地，p型电子阻挡层可以是p型alkga
1-k
n(0.1《k《0.5)层，p型电子阻挡层的
厚度可以是20nm至100nm。
125.若p型电子阻挡层的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型电子阻挡层的厚度过厚，则会增加p型电子阻挡层对光的吸收，从而导致led的发光效率降低。
126.本公开实施例中，低温p型algan层和高温p型gan层均为mg掺杂。
127.示例性地，低温p型algan层包括alwga
1-w
n层，0.1《w《0.3。
128.低温p型algan层的mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
，高温p型gan层的mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
129.其中，低温p型algan层的厚度可以是50nm至100nm，例如，低温p型algan层的厚度可以是80nm。
130.其中，高温p型gan层的厚度可以是100nm至200nm，例如，低高温p型gan层的厚度可以是150nm。
131.可选地，p型欧姆接触层的厚度可以为10nm至50nm。作为示例，本公开实施例中，p型欧姆接触层的厚度为20nm。
132.若p型欧姆接触层的厚度过薄，会影响对外延层与电极的电流接触，若p型欧姆接触层的厚度过厚，则会增加p型欧姆接触层对光的吸收，从而导致led的发光效率降低。
133.其中，p型欧姆接触层为mg掺杂，p型欧姆接触层的mg掺杂浓度为1
×
10
20
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
134.在生长低温p型algan层时，调节生长温度至700℃至800℃，生长压力在200torr至500torr的环境下生长低温p型algan层，厚度为50nm至100nm。
135.其中，低温p型algan层的mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
136.在生长p型电子阻挡层时，调节生长温度至800℃至1000℃，生长压力在100torr至300torr的环境下，p型电子阻挡层可以是alkga
1-k
n层，其中，0.2《k《0.5，厚度为20nm至100nm。
137.在生长高温p型gan层时，控制生长压力在200torr至600torr的环境下，生长温度为800℃至1000℃，生长厚度为100nm至200nm的p型gan层，mg掺杂浓度为5
×
10
19
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
138.在生长p型欧姆接触层时，调节生长温度至850℃至1000℃，在生长压力为100torr至300torr的环境下，在高温p型gan层上生长厚度为10nm至50nm的p型欧姆接触层，mg掺杂浓度为1
×
10
20
cm-3
至1
×
10
21
cm-3
。
139.在步骤s14之后，制备方法还可以包括：对发光二极管进行退火。
140.外延生长结束后，将反应室的温度降至650℃至850℃，在n2气氛进行退火处理5min至15min，而后逐渐降至室温，随后，经过清洗、沉积、光刻和刻蚀后续加工工艺制成芯片。
141.在具体实现时，本公开实施例可以采用高纯h2或/和n2作为载气，采用tega或tmga作为ga源，tmin作为in源，sih4作为n型掺杂剂，tmal作为铝源，氨气作为n源，cp2mg作为p型掺杂剂。
142.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括依次层叠的第一半导体层(20)、有源层(30)和第二半导体层(40)；所述有源层(30)包括交替层叠的多个量子阱层(31)和多个量子垒层(32)，所述量子垒层(32)包括依次层叠的第一子层(321)、第二子层(322)、第三子层(323)和第四子层(324)，所述第一子层(321)包括u型algan层，所述第二子层(322)和所述第四子层(324)包括gan层，所述第三子层(323)包括n型gan层。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层(321)包括al
w
ga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第三子层(323)的si的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层(321)和所述第三子层(323)的厚度均为20nm至80nm。5.根据权利要求1至4任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第二子层(322)和所述第四子层(324)包括p型gan层，所述第二子层(322)和所述第四子层(324)的mg的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。6.根据权利要求1至4任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第二子层(322)和所述第四子层(324)的厚度均为5nm至20nm。7.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成第一半导体层；在所述第一半导体层上形成交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，得到有源层，所述量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层包括u型algan层，所述第二子层和所述第四子层包括gan层，所述第三子层包括n型gan层；在所述有源层上形成第二半导体层。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，生长所述第一子层包括：在纯氮气气氛中，控制生长压力为75torr至150torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长al
w
ga
1-w
n层，其中，0＜w＜0.2。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，生长所述第三子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长n型gan层，n型gan层的si的掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，生长所述第二子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
；生长所述第四子层包括：在氮气和氢气气氛中，控制生长压力为200torr至300torr，生长温度为800℃至1000℃下，生长p型gan层，mg的浓度为1
×
10
17
cm-3
至1
×
10
18
cm-3
。

技术总结
本公开提供了一种改善光效的发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该发光二极管包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；所述有源层包括交替层叠的多个量子阱层和多个量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层和第四子层，所述第一子层包括u型AlGaN层，所述第二子层和所述第四子层包括GaN层，所述第三子层包括n型GaN层。本公开实施例能改善有源层中量子垒层的制备质量，提升发光二极管的发光效率。率。率。


技术研发人员：洪威威 尚玉平 陆香花 肖云飞 梅劲
受保护的技术使用者：华灿光电（浙江）有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/12