发光二极管及其制作方法与流程

本公开涉及发光器件领域，特别涉及一种发光二极管及其制作方法。

背景技术：

1、发光二极管是一种用于发光的半导体器件，常用于照明、显示等领域。

2、相关技术提供了一种发光二极管的结构，包括衬底，依次层叠在衬底的aln层、第一半导体层、有源层和第二半导体层。其中，aln层用于为制作第一半导体层提供较多的成核中心。

3、然而，相关技术中的aln层与衬底之间存在较大的晶格失配与热失配，从而会导致aln层中具有较多的位错和缺陷，该位错和缺陷会使aln层形成的生长界面较差，从而会导致后续制作的第一半导体层、有源层、第二半导体层中会产生较多的位错与缺陷，不利于发光二极管的质量，从而不利于发光二极管的发光效率和静电释放(electro staticdischarge，esd)能力。

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作方法，可以提升发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种发光二极管的制作方法，所述方法包括：

3、在衬底上制作第一aln层；

4、在所述第一aln层表面制作第二aln层，所述第二aln层的生长温度高于所述第一aln层的生长温度，制作所述第二aln层时采用的v/iii比高于制作所述第一aln层时采用的v/iii比；

5、在所述第二aln层上制作交替层叠的m+1层第三aln层和m层第四aln层，所述第四aln层的生长温度低于所述第三aln层时的生长温度，制作所述第四aln层时采用的v/iii比低于制作所述第三aln层时采用的v/iii比；

6、在所述第三aln层上依次制作第一半导体层、有源层和第二半导体层。

7、可选地，制作所述第一aln层时采用的v/iii比为1500～2500；制作所述第二aln层时采用的v/iii比为6000～6500；制作所述第三aln层时采用的v/iii比为6000～6500；制作所述第四aln层时采用的v/iii比为2000～3000。

8、可选地，所述在衬底上制作第一aln层，包括：

9、在生长温度为900～1050℃，生长压力为50～100torr的环境下，采用流量为150～350sccm的tmal源，流量为15～25l/min的nh3，制作所述第一aln层。

10、可选地，在所述第一aln层表面制作第二aln层，包括：

11、采用脉冲原子层外延技术，在生长温度为1150～1250℃，生长压力为50～100torr的环境下，通入流量为250～500sccm的tmal源，采用1:1～1:3占空比通入流量为80～100l/min的nh3，制作所述第二aln层。

12、可选地，在所述第二aln层上制作交替层叠的m+1层第三aln层和m层第四aln层，包括：

13、在生长温度为1250～1350℃，生长压力为50～100torr的环境下，采用流量为250～500sccm的tmal源，流量为80～100l/min的nh3，制作所述第三aln层；

14、在生长温度为950～1100℃，生长压力为50～100torr，采用流量为200～400sccm的tmal源，流量为20～30l/min的nh3，制作所述第四aln层；

15、重复所述第三aln层和所述第四aln层的制作步骤，直到形成交替层叠的m+1层所述第三aln层和m层所述第四aln层。

16、可选地，所述m的取值范围为4～10。

17、另一方面，提供了一种发光二极管，所述发光二极管采用如上任一项所述的方法形成，所述发光二极管包括：

18、衬底、第一aln层、第二aln层、交替层叠的m+1层第三aln层和m层第四aln层、第一半导体层、有源层和第二半导体层；

19、所述第一aln层、所述第二aln层、所述交替层叠的m+1层第三aln层和m层第四aln层、所述第一半导体层、所述有源层和所述第二半导体层依次层叠在所述衬底。

20、可选地，所述第一aln层的厚度为50～100nm，所述第二aln层的厚度为300～500nm。

21、可选地，所述第三aln层的厚度为200～300nm，所述第四aln层的厚度为15～30nm。

22、可选地，所述m的取值范围为4～10。

23、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

24、在本公开实施例中，在制作第一aln层时，采用较低的生长温度，以便于形成密度较高的成核中心，有利于后续膜层的制作，同时较低的生长温度有利于第一aln层进入三维生长模式。

25、制作第一aln层时采用的v/iii比较低，可以确保第一aln层在三维生长模式下形成的三维小岛的尺寸较大，有利于减少第一aln层形成的三维小岛的密度，减少第一aln层的三维小岛合并后形成的线缺陷的数量，以提升第一aln层及后续膜层的质量。

26、第二aln层的生长温度高于第一aln层，第二aln层为二维生长模式，会填平第一aln层形成的小岛，使小岛合并，在小岛合并的过程中湮灭位错，减少位错的数量。第三aln层的生长温度高于第四aln层，较高的生长温度可以使第三aln层进入二维生长模式。

27、第二aln层和第三aln层采用较高的v/iii比，可以确保制作第二aln层和第三aln层时al的迁移率，从而有利于al并入到晶格的最佳位置，提升第二aln层和第三aln层的质量，减少缺陷。

28、在第三aln层后制作第四aln层，第四aln层采用较低的低v/iii比，较低的v/iii比有利于第四aln层进行三维生长，且有利于三维生长形成的三维小岛的尺寸，第四aln层形成的三维小岛可以改变位错和缺陷的晶向，且在第三aln层和第四aln层交替制作的过程中，可以进一步湮灭从底层延伸上来的位错，以减少位错的数量。

29、综上，在采用上述制作条件形成的第一aln层、第二aln层、第三aln层和第四aln层的共同作用下，为第一半导体层的制作提供高密度的成核中心，同时，可以减少缺陷和位错往上延伸，避免缺陷和位错延伸至第一半导体层、有源层和第二半导体层中，提升发光二极管的发光效率和静电释放能力。另外，提升了最上方的第三aln层的质量，也即确保最上方的第三aln层为第一半导体层提供的生长界面较好，较好的生长界面有利于提升第一半导体层、有源层和第二半导体层的膜层质量，有利于发光二极管的发光效率与静电释放能力。

技术特征：

1.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制作所述第一aln层(101)时采用的v/iii比为1500～2500；制作所述第二aln层(102)时采用的v/iii比为6000～6500；制作所述第三aln层(103)时采用的v/iii比为6000～6500；制作所述第四aln层(104)时采用的v/iii比为2000～3000。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在衬底(100)上制作第一aln层(101)，包括：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一aln层(101)表面制作第二aln层(102)，包括：

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二aln层(102)上制作交替层叠的m+1层第三aln层(103)和m层第四aln层(104)，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述m的取值范围为4～10。

7.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管采用如权利要求1至6任一项所述的方法形成，所述发光二极管包括：

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述第一aln层(101)的厚度为50～100nm，所述第二aln层(102)的厚度为300～500nm。

9.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述第三aln层(103)的厚度为200～300nm，所述第四aln层(104)的厚度为15～30nm。

10.根据权利要求7至9任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述m的取值范围为4～10。

技术总结本公开提供了一种发光二极管及其制作方法，属于发光器件领域。该方法包括：在衬底上制作第一AlN层；在所述第一AlN层表面制作第二AlN层，所述第二AlN层的生长温度高于所述第一AlN层的生长温度，制作所述第二AlN层时采用的V/III比高于制作所述第一AlN层时采用的V/III比；在所述第二AlN层上制作交替层叠的m+1层第三AlN层和m层第四AlN层，所述第四AlN层的生长温度低于所述第三AlN层时的生长温度，制作所述第四AlN层时采用的V/III比低于制作所述第三AlN层时采用的V/III比；在所述第三AlN层上依次制作第一半导体层、有源层和第二半导体层。技术研发人员：秦双娇,史炎,何治健,杨永辉,王周,高艳龙受保护的技术使用者：京东方华灿光电（浙江）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29