一种发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light-emitting d1de，LED)是一种注入电致发光器件，在节能和智能控制方面受到广泛关注和应用。特别是GaN基材料的LED，由于其波长覆盖了整个可见光波段和紫外波段，而成为目前LED发展的主流方向。因此如何提高载流子的注入效率进而提高LED的发光性能是本领域技术人员研究的热点。
[0003]中国专利文献CN102157656公开了一种加强载流子注入效率的氮化物发光二极管以及制作方法，其在量子阱有源层前后分别插入电子注入加强量子阱层和空穴注入加强量子阱层，提高电子和空穴载流子隧穿注入到有源层的效率，从而增加发光二极管的发光效率。
[0004]但是，GaN基材料是离子晶体，由于正负电荷不重合，易形成自发极化；另外，由于InGaN材料和GaN材料之间的晶格失配，又会引起压电极化，进而形成压电极化场。极化场的存在一方面使得量子阱的等效带隙能级减小，发光波长出现蓝移；另一方面电子和空穴波函数的交替会减小，降低其辐射复合机率。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种发光二极管，其包括:衬底，及依次沉积于所述衬底上的缓冲层、N型层、量子阱层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，其特征在于:于所述量子阱层一侧或者两侧插入一缓冲层，所述缓冲层包括第一缓冲层和第二缓冲层，且所述第一缓冲层的晶格常数与第二缓冲层的晶格常数相同。
[0006]优选的，所述缓冲层为含In氮化物，调节第一缓冲层和第二缓冲层中In组份浓度，使所述缓冲层内无极化效应。
[0007]优选的，所述第一缓冲层的材料为InaGa1^aN,所述第二缓冲层的材料为InbAh-bN，其中 a>0、b>0。
[0008]所述第一缓冲层的In组份为15%?25%，所述第二缓冲层的In组份为14%?35%。
[0009]优选的，所述缓冲层与所述量子阱层晶格常数相匹配。
[0010]优选的，所述缓冲层的晶格常数为3.20~3.30。
[0011]优选的，当所述缓冲层位于量子阱层与电子阻挡层之间时，其带隙能级大于所量子阱层的带隙能级。
[0012]优选的，所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，在所述缓冲层与P型层之间还设有电子阻挡层，所述缓冲层与所述电子阻挡层构成双阻挡层结构。
[0013]优选的，所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，作为电子-空穴有效复合辐射层。
[0014]优选的，所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，其中第二缓冲层的厚度大于所述量子阱层之皇层的厚度，以减小电子的迀移率。
[0015]优选的，所述缓冲层位于量子阱层与N型层之间，第一缓冲层为未掺杂层，第二缓冲层的N型掺杂，增加电子的横向扩展能力。
[0016]优选的，所述缓冲层为第一缓冲层与第二缓冲层交替堆叠的周期性结构。
[0017]与现有技术相比本发明至少具有以下有益效果:I)在量子阱一侧或者两侧插入与量子阱层晶格相匹配的缓冲层，用于改善N型层与量子阱层或者P型层与量子阱层之间的晶格失配，降低量子阱层的极化效应;2)调节第一缓冲层和第二缓冲层中In组份浓度，使其晶格常数相等，使过渡层内无极化效应，增大量子阱的等效带隙能级，减少波长蓝移；同时提升电子与空穴的有效复合机率;3)当所述缓冲层位于量子阱层与电子阻挡层之间时，其带隙能级大于所述量子讲层的带隙能级，有效防止电子溢流现象，改善Droop效应与内量子效率。
【附图说明】
[0018]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0019]图1本发明实施例一之发光二极管结构示意图；
图2本发明实施例二之发光二极管结构示意图；
图3本发明实施例三之发光二极管结构示意图；
附图标注:10:衬底；20:成核层；30: N型层;40、40 ’缓冲层;41、41，:第一缓冲层；42、42 ’:第二缓冲层;50:量子阱层;60:电子阻挡层;70: P型层;80: P型接触层。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
参看附图1，本发明提供的一种发光二极管，至少包括一衬底10，以及依次沉积于衬底10上的成核层20、N型层30、量子阱层50、电子阻挡层60、P型层70和P型接触层80，并且在量子阱层50—侧或者两侧还插入一由晶格常数相同的第一缓冲层41和第二缓冲层42组成的双层或多层超晶格结构的缓冲层40。其中，衬底10材质为蓝宝石、氮化镓、硅等中的任意一种，本实施例优选蓝宝石。成核层20的材料为氮化铝镓铟(AhtyGaxInyN),其中O Sx< I，0Sy<l。量子阱层50为3~20个周期的InGaN/GaN结构，电子阻挡层60为P型AlGaN，P型接触层80为P型InGaN、P型InN层或者P型GaN层。
[0021]继续参看附图1，本实施例中，为减小N型层30与量子阱层50之间的极化效应，设置缓冲层40位于N型层30与量子阱层50之间，并且缓冲层40与量子阱层50的晶格常数相匹配，即接近甚至相同。缓冲层40由晶格常数相同的第一缓冲层41和第二缓冲层42形成周期性超晶格结构，其周期数为I?10，本实施例中优选周期数为8。第一缓冲层41的厚度为5?500A，第二缓冲层42的厚度为5?500 A，本实施例优选第一缓冲层41与第二缓冲层42的厚度均为30A，使缓冲层40内的应力在第一缓冲层41与第二缓冲层42的界面处逐层释放。
[0022]缓冲层40中的第一缓冲层41和第二缓冲层42的晶格常数相同，保证了缓冲层40内无极化效应的累积，更有效的减小N型层30与量子阱层50之间的晶格失配，改善量子阱斯塔克效应。本实施例中第一缓冲层41和第二缓冲层42分别优选为InaGa1J层和InbAlnN层，其中a>0，b>0，通过调节In组份的浓度，实现第一缓冲层41和第二缓冲层42的晶格常数相同。同时调节缓冲层40的晶格常数与量子阱层50中InGaN势阱层的晶格常数，使两者相同，降低晶格失配，减少缓冲层40与量子阱层50之间的极化效应，从而提高发光效率。
[0023]现有技术中，InGaN/GaN结构的量子阱层50的晶格常数通常为3.2-3.3，为使缓冲层40的晶格常数与量子阱层50相匹配，缓冲层40的晶格常数也为3.2?3.3，从而推导出InaGa1-aN第一缓冲层41和InbAl1-bN第二缓冲层42中In组份分别为15%?25%和14%?35%。本实施例中调节第一缓冲层41和第二缓冲层42中In组份分别为20%和30%，使缓冲层40和量子阱层50的晶格常数均为3.26。
[0024]在N型层30和量子阱层50之间插入一缓冲层40，并且其晶格常数与量子阱层50相同，改善了 N型层