发光二极管外延结构及其制备方法、发光二极管与流程

本发明涉及显示，尤其涉及一种发光二极管外延结构及其制备方法、发光二极管。

背景技术：

1、具有微小尺寸和矩阵化的微型发光二极管(micro light emitting diode，简称micro-led)在显示方面的应用越来越重要，尤其是在穿戴产品和高分辨显示器方面，比液晶显示器(liquid crystal display，简称lcd)和有机发光二极管(organic lightemitting diode，简称oled)更具有优势。

2、而目前阻碍micro-led全彩显示的关键问题之一是algainp系红光micro-led与ingan系蓝绿光micro-led不兼容。尤其是随着algainp系红光micro-led尺寸的减小，会伴随着尺寸效应，使得外量子效率急剧下降。

3、因此，如何提高algainp系红光micro-led的发光效率，进而提高其与ingan系蓝绿光micro-led的兼容度，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光二极管外延结构及其制备方法、发光二极管，旨在解决如何提高algainp系红光micro-led的发光效率，进而提高其与ingan系蓝绿光micro-led的兼容度的问题。

2、本申请实施例提供了一种发光二极管外延结构，包括：第一型限制层、第二型限制层以及发光层。发光层设置于第一型限制层和第二型限制层之间。其中，第一型限制层包括：沿远离发光层的方向交替层叠的多个非掺杂限制子层和多个掺杂限制子层。多个掺杂限制子层的掺杂浓度沿远离发光层的方向逐渐增大。

3、本申请实施例中，发光二极管外延结构采用如上结构。本申请采用了交替层叠的多个非掺杂限制子层和多个掺杂限制子层作为第一型限制层，且掺杂限制子层的掺杂浓度沿远离发光层的方向逐渐增大。也即，可以增大最后一层掺杂限制子层的掺杂浓度。如此，可以提供足量的空穴数量，进而提高发光二极管的发光强度。此外，通过交替层叠的非掺杂限制子层和掺杂限制子层，可以降低限制层的生长厚度，同时也可以更好的阻止掺杂元素扩散进入发光层，进而防止掺杂元素扩散引起的寿命衰减。

4、可选地，多个非掺杂限制子层的厚度沿远离发光层的方向逐渐减小。如此，可以进一步减小第一型限制层的厚度，缩短工艺时间，提高生产效率。

5、可选地，各掺杂限制子层的掺杂元素包括镁。

6、可选地，非掺杂限制子层包括非掺杂磷化铝铟层；掺杂限制子层包括掺杂磷化铝铟层。其中，铝元素和铟元素在任一非掺杂限制子层或任一掺杂限制子层中的占比相同。

7、可选地，发光二极管外延结构还包括第一非掺层。第一非掺层设置于发光层和第一型限制层之间。其中，第一型限制层的第一层非掺杂限制子层设置于第一非掺层远离发光层的表面。

8、可选地，发光二极管外延结构还包括窗口层。窗口层设置于第一型限制层中最后一层掺杂限制子层远离发光层的表面。

9、可选地，第一型限制层包括沿远离发光层的方向依次层叠的第一非掺杂限制子层、第一掺杂限制子层、第二非掺杂限制子层、第二掺杂限制子层、第三非掺杂限制子层和第三掺杂限制子层。其中，第一掺杂限制子层的厚度包括：60nm～90nm，第一掺杂限制子层的掺杂浓度包括：2e17/cm-3～3e17/cm-3。第二掺杂限制子层的厚度包括：70nm～110nm，第二掺杂限制子层的掺杂浓度包括：3e17/cm-3～5e17/cm-3。第三掺杂限制子层的厚度包括：80nm～130nm，第三掺杂限制子层的掺杂浓度包括：5e17/cm-3～8e17/cm-3。

10、可选地，第一非掺杂限制子层的厚度包括：30nm～70nm。第二非掺杂限制子层的厚度包括：20nm～40nm。第三非掺杂限制子层的厚度包括：10nm～20nm。

11、基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种发光二极管外延结构的制备方法，包括：层叠形成第一型限制层、发光层和第二型限制层。

12、其中，形成第一型限制层包括：于发光层远离第二型限制层的一侧沿远离发光层的方向交替层叠多个非掺杂限制子层和多个掺杂限制子层；多个掺杂限制子层的掺杂浓度沿远离发光层的方向逐渐增大。

13、本申请实施例中，发光二极管外延结构采用如上方法制备，该发光二极管外延结构的制备方法所能实现的技术效果与前述实施例中的发光二极管外延结构所能具有的技术效果相同，此处不再详述。

14、可选地，各非掺杂限制子层和各掺杂限制子层均采用外延生长工艺形成。

15、基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种发光二极管，包括：如前述实施例中任一所述的发光二极管外延结构，第一电极以及第二电极。第一电极设置于窗口层远离发光层的表面，第二电极设置于欧姆接触层靠近发光层的表面。其中，窗口层设置于第一型限制层远离发光层的表面；欧姆接触层设置于第二型限制层远离发光层的一侧。

16、本申请实施例中，发光二极管外采用如上结构，该发光二极管所能实现的技术效果与前述实施例中的发光二极管外延结构所能具有的技术效果相同，此处不再详述。

技术特征：

1.一种发光二极管外延结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的发光二极管外延结构，其特征在于，多个所述非掺杂限制子层的厚度沿远离所述发光层的方向逐渐减小。

3.如权利要求1所述的发光二极管外延结构，其特征在于，各所述掺杂限制子层的掺杂元素包括镁。

4.如权利要求1所述的发光二极管外延结构，其特征在于，

5.如权利要求1～4中任一项所述的发光二极管外延结构，其特征在于，还包括：

6.如权利要求5所述的发光二极管外延结构，其特征在于，还包括：

7.如权利要求1～4中任一项所述的发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一型限制层包括：沿远离所述发光层的方向依次层叠的第一非掺杂限制子层、第一掺杂限制子层、第二非掺杂限制子层、第二掺杂限制子层、第三非掺杂限制子层和第三掺杂限制子层；

8.如权利要求7所述的发光二极管外延结构，其特征在于，

9.一种发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，各所述非掺杂限制子层和各所述掺杂限制子层均采用外延生长工艺形成。

11.一种发光二极管，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及一种发光二极管外延结构及其制备方法、发光二极管。所述发光二极管外延结构包括：第一型限制层、第二型限制层以及发光层。发光层设置于第一型限制层和第二型限制层之间。其中，第一型限制层包括：沿远离发光层的方向交替层叠的多个非掺杂限制子层和多个掺杂限制子层。多个掺杂限制子层的掺杂浓度沿远离发光层的方向逐渐增大。上述发光二极管可以提高发光二极管的发光强度，同时也可以更好的阻止掺杂元素扩散进入发光层，进而防止掺杂元素扩散引起的寿命衰减。技术研发人员：牛群磊受保护的技术使用者：重庆康佳光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29