结构；(2)在前述外延结构上制作Al纳米颗粒的籽晶；(3)生长三维的氮化物纳米锥；(4)在三维的氮化物纳米锥侧壁蚀刻成纳米凹坑，提升侧壁Mg掺杂的有效面积；(5)对三维的氮化物纳米锥侧壁进行高浓度的Mg掺杂，形成三维纳米Mg掺杂界面；(6)二维生长合并三维的氮化物纳米锥，生长表面平整的P型氮化物；(7)重复步骤(2)~ (6)，周期为N次(N多1)，制作三维掺杂的氮化物发光二极管。
[0025]如图3所示，其中三维掺杂包含步骤(2)~(6)，并进行周期性地重复N次(N彡I)。
[0026]首先，步聚(2)制作Al纳米颗粒的籽晶205a，如图4所示，先将MOCVD反应室温度升至1100°C，压强控制在lOOTorr，通入TMAl和N2，沉积一厚度为10nm的Al原子，然后，关闭TMAl，并将生长温度升至1300°C，使表面的Al弛豫退火，形成Al纳米颗粒，其尺寸为50nmo
[0027]然后，步骤(3)生长三维的氮化物纳米锥205b，如图5所示，先将生长温度降至IlOO0C，压强升至500Torr，往反应室通入TMGa、NH3,队和Cp2Mg，外延生长Mg掺杂的三维纳米锥。
[0028]接着，步骤(4)在三维的氮化物纳米锥侧壁采用氢气蚀刻纳米凹坑205c，如图6所示，先关闭TMGa、NH3,队和Cp2Mg，将反应室的压强降至lOOTorr，生长温度升至1300°C，并往反应室通入H2,将三维纳米锥的侧壁蚀刻成半球状的凹坑。
[0029]然后，步骤(5)在三维的氮化物纳米锥侧壁进行高浓度的Mg掺杂205d，如图7所示，关闭TMGa、NH3、N# H2，将反应室的压强降至lOOTorr，生长温度降至1100°C，并往反应室通入Cp2Mg和N2,在三维纳米锥的侧壁进行高浓度的Mg掺杂，形成三维纳米Mg掺杂界面。
[0030]最后，步骤(6) ~ (7) 二维生长合并三维的氮化物纳米锥，生长表面平整的P型氮化物，如图8所示，先将反应室的温度控制在1100°C，压强控制在lOOTorr，通入TMGa、NH3和N2, 二维生长合并纳米锥，并周期性地生长N次(N多I )，生长表面平整的P型氮化物，如图9所示。需要说明的是，更优地，在二维生长中，亦可对P型氮化物进行Mg掺杂，从而获得更高浓度的Mg掺杂。
[0031]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非用于限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应视权利要求书范围限定。
【主权项】
1.一种三维掺杂的氮化物发光二极管，从下至上依次包括:衬底、N型氮化物、多量子阱、电子阻挡层以及P型氮化物，其特征在于:所述P型氮化物采用三维掺杂，通过先外延生长三维纳米锥并将其侧壁蚀刻成纳米凹坑，然后对侧壁进行高浓度的Mg掺杂，增大Mg掺杂的界面面积和掺杂效率，再进行二维生长使三维纳米锥合并，重复性地周期生长P型氮化物，形成周期性的三维纳米Mg掺杂界面。2.根据权利要求1所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管，其特征在于:所述三维纳米锥的尺寸为10nm~1000nm。3.根据权利要求1所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管，其特征在于:所述纳米凹坑为球状或半球状或三角状或六角状。4.根据权利要求1所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管，其特征在于:所述纳米凹坑的尺寸为5nm~500nm。5.一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，包含以下工艺步骤:(I)在衬底上依次外延生长N型氮化物、多量子阱以及电子阻挡层的外延结构；(2)制作Al纳米颗粒的籽晶；(3)生长三维的氮化物纳米锥；(4)在三维的氮化物纳米锥侧壁蚀刻成纳米凹坑，提升侧壁Mg掺杂的有效面积；(5)对三维的氮化物纳米锥侧壁进行高浓度的Mg掺杂；(6) 二维生长合并三维的氮化物纳米锥，生长表面平整的P型氮化物；(7)重复步骤(2) ~ (6)，周期为N次(N多I )，制作三维掺杂的氮化物发光二极管。6.根据权利要求5所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(2)包括:先将生长温度升至900~1200°C，压强控制在50~200Torr，通入TMAl和N2,沉积一厚度为10~100nm的Al原子，然后关闭TMAl，并将生长温度升至1200~1500°C，使表面的Al弛豫退火，形成Al纳米颗粒，其尺寸为lnm~500nm。7.根据权利要求5所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(3)包括:先将生长温度降至900~1200°C，压强升至500~700Torr，通入TMGa、NH3,队和Cp2Mg，外延生长Mg掺杂的三维纳米锥。8.根据权利要求5所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(4)包括:先关闭TMGa、NH3、NjP Cp2Mg，将压强降至50~200Torr，生长温度升至1200~1500°C，并通入H2,将三维的纳米锥侧壁蚀刻成纳米凹坑。9.根据权利要求5所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(5)包括:先关闭TMGa、NH3,队和H2，将压强降至50~200Torr，生长温度降至900~1200°C，并通入Cp2Mg和N2,在三维纳米锥的侧壁进行高浓度的Mg掺杂。10.根据权利要求5所述的一种三维掺杂的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于:所述步骤(6)包括:将生长温度控制在900~1200°C，压强控制在50~200Torr，通入TMGa, NHjP N 2，二维生长合并纳米锥，生长表面平整的P型氮化物。
【专利摘要】本发明公开一种三维掺杂的氮化物发光二极管及其制作方法，包括：衬底、N型氮化物、多量子阱、电子阻挡层以及P型氮化物，其特征在于：所述P型氮化物采用三维掺杂，通过先外延生长三维纳米锥并将其侧壁蚀刻成纳米凹坑，然后对侧壁进行高浓度的Mg掺杂，增大Mg掺杂的界面面积和掺杂效率，再进行二维生长使三维的氮化物纳米锥合并，重复性地周期生长P型氮化物，形成周期性的三维纳米Mg掺杂界面，相比于传统的二维掺杂，三维纳米可有效提升Mg的掺杂和离化效率，提升发光二极管的发光效率和强度。
【IPC分类】H01L33/02, H01L33/00
【公开号】CN105185879
【申请号】CN201510649184
【发明人】郑锦坚, 寻飞林, 邓和清, 李志明, 杜伟华, 伍明跃, 周启伦, 林峰, 李水清, 康俊勇
【申请人】厦门市三安光电科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月10日