通过压力缓降生长改进的LED的p-GaN层制造技术

本发明专利技术涉及一种装置。该装置包括光子管芯结构，光子管芯结构包括发光二极管(LED)管芯。在一些实施例中LED管芯是垂直LED管芯。LED管芯包括衬底。p掺杂III-V族化合物层和n掺杂III-V族化合物层每个都设置在衬底上方。多量子阱(MQW)层设置在p掺杂III-V族化合物层和n掺杂III-V族化合物层之间。p掺杂III-V族化合物层包括具有非指数掺杂浓度特征的第一区和具有指数掺杂浓度特征的第二区。在一些实施例中，采用低于第一区的压力形成第二区。本发明专利技术提供了通过压力缓降生长改进的LED的p-GaN层。

【技术实现步骤摘要】
通过压力缓降生长改进的LED的p-GaN层
一般而言，本专利技术涉及发光器件，更具体而言，涉及具有高透明度和低电阻的含有III-V族化合物层的发光二极管(LED)。
技术介绍
本文使用的LED器件或LED是在特定波长或波长范围内产生光的半导体光源。由于有利的特性，诸如器件尺寸小、使用寿命长、高效的能耗以及良好的耐用性和可靠性，LED日益得到普及。近年来，LED已扩展用于各种应用，包括指示器、光传感器、交通灯、宽带数据传输和照明器件。当施加电压时，LED发出光。可以通过在生长衬底上生长多个发光结构来制造LED。将发光结构连同下面的生长衬底一起分离成单独的LED管芯。在分离之前或者之后的某一时刻，将电极或导电焊盘加入到每一个LED管芯中以允许在结构之间导电。发光结构和其上形成有发光结构的晶圆在本文中被称为epi晶圆。然后通过加入封装基板、可选的磷光材料和诸如透镜和反射镜的光学系统来封装LED管芯以变成光发射体。LED通常包括掺杂III-V族化合物层。形成这些掺杂III-V族化合物层的传统方法可能导致降低的LED性能，诸如低光输出功率、低载流子迁移率和极高的接触电阻或表面电阻(sheetresistance)。因此，虽然现有的制造LED的方法大体上已足以实现它们的预期目的，但是它们不是在每个方面都令人完全满意。继续寻找形成用于LED的掺杂III-V族化合物层的更好方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供了一种器件，包括：第一掺杂III-V族化合物层，具有第一导电类型；第二掺杂III-V族化合物层，具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型；以及多量子阱(MQW)层，设置在所述第一掺杂III-V族化合物层和所述第二掺杂III-V族化合物层之间，其中，所述第一掺杂III-V族化合物层具有包括指数段的掺杂浓度曲线。在所述的器件中，所述第一掺杂III-V族化合物层是p型掺杂氮化镓(p-GaN)层；以及所述第一掺杂III-V族化合物层掺杂有镁(Mg)。在所述的器件中，所述掺杂浓度曲线是深度的函数。在所述的器件中，所述掺杂浓度曲线还包括近似线性段。在所述的器件中，所述掺杂浓度曲线还包括近似线性段，其中：所述第一III-V族化合物层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置成比所述第二部分更接近于所述MQW层；所述掺杂浓度曲线的近似线性段对应于所述第一掺杂III-V族化合物层的第一部分；以及所述掺杂浓度曲线的指数段对应于所述第一III-V族化合物层的第二部分。在所述的器件中，所述掺杂浓度曲线还包括近似线性段，其中：所述第一III-V族化合物层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置成比所述第二部分更接近于所述MQW层；所述掺杂浓度曲线的近似线性段对应于所述第一掺杂III-V族化合物层的第一部分；以及所述掺杂浓度曲线的指数段对应于所述第一III-V族化合物层的第二部分，其中，所述第一部分比所述第二部分厚至少数倍。在所述的器件中，所述掺杂浓度曲线还包括近似线性段，其中：所述指数段的掺杂浓度水平在约1.5×1019离子/立方厘米至约1.5×1020离子/立方厘米的范围内；以及所述近似线性段的掺杂浓度水平在约1.0×1019离子/立方厘米至约1.5×1019离子/立方厘米的范围内。在所述的器件中，所述器件包括垂直发光二极管(LED)管芯。所述的器件还包括：发光模块，在所述发光模块中应用所述第一掺杂III-V族化合物层和所述第二掺杂III-V族化合物层以及所述MQW层。另一方面，本专利技术提供了一种发光二极管(LED)，包括：衬底；p掺杂III-V族化合物层和n掺杂III-V族化合物层，每一个都设置在所述衬底上方；以及多量子阱(MQW)层，设置在所述p掺杂III-V族化合物层和所述n掺杂III-V族化合物层之间，其中，所述p掺杂III-V族化合物层包括具有非指数掺杂浓度特征的第一区和具有指数掺杂浓度特征的第二区。在所述的LED中，所述p掺杂III-V族化合物层的第一区比所述p掺杂III-V族化合物层的第二区更接近于所述MQW层。在所述的LED中，所述p掺杂III-V族化合物层包含氮化镓材料；所述p掺杂III-V族化合物层的第一区的掺杂浓度水平在约1.0×1019离子/立方厘米至约1.5×1019离子/立方厘米的范围内；以及所述p掺杂III-V族化合物层的第二区的掺杂浓度水平在约1.5×1019离子/立方厘米至约1.5×1020离子/立方厘米的范围内。在所述的LED中，所述非指数掺杂浓度特征包括基本上线性掺杂浓度曲线。在所述的LED中，所述第一区的深度比所述第二区的深度大许多倍。在所述的LED中，所述LED是垂直LED；以及所述衬底是氮化镓衬底、硅粘着基台、陶瓷粘着基台或者金属粘着基台。又一方面，本专利技术提供了一种制造发光二极管(LED)的方法，包括：在室中在衬底上方生长第一掺杂III-V族化合物层；在所述室中在所述第一掺杂III-V族化合物层上方生长多量子阱(MQW)层；以及在所述室中在所述MQW层上方生长第二掺杂III-V族化合物层，所述第二掺杂III-V族化合物层具有与所述第一掺杂III-V族化合物层不同的导电类型，其中，生长所述第二掺杂III-V族化合物层包括在生长所述第二掺杂III-V族化合物层的过程中改变室压力。在所述的方法中，所述第二掺杂III-V族化合物层是p型掺杂氮化镓化合物层，并且其中，生长所述第二掺杂III-V族化合物层包括：采用第一压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第一部分，使得所述第一部分具有基本上线性掺杂浓度曲线；以及采用低于所述第一压力的第二压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第二部分，使得所述第二部分具有基本上指数掺杂浓度曲线。在所述的方法中，所述第二掺杂III-V族化合物层是p型掺杂氮化镓化合物层，并且其中，生长所述第二掺杂III-V族化合物层包括：采用第一压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第一部分，使得所述第一部分具有基本上线性掺杂浓度曲线；以及采用低于所述第一压力的第二压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第二部分，使得所述第二部分具有基本上指数掺杂浓度曲线，其中，所述第一部分比所述第二部分厚许多倍。在所述的方法中，所述第二掺杂III-V族化合物层是p型掺杂氮化镓化合物层，并且其中，生长所述第二掺杂III-V族化合物层包括：采用第一压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第一部分，使得所述第一部分具有基本上线性掺杂浓度曲线；以及采用低于所述第一压力的第二压力生长所述第二掺杂III-V族化合物层的第二部分，使得所述第二部分具有基本上指数掺杂浓度曲线，其中，所述第一部分比所述第二部分具有基本上更低的掺杂浓度水平。所述的方法还包括，在生长所述第二掺杂III-V族化合物层之后：在所述第二掺杂III-V族化合物层上方形成金属层；将所述金属层接合到粘着基台；其后去除所述衬底以暴露出所述第一掺杂III-V族化合物层；粗化所述第一掺杂III-V族化合物层的表面；以及在所述第一掺杂III-V族化合物层的粗化表面上形成一个或多个金属接触件。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包括：第一掺杂III?V族化合物层，具有第一导电类型；第二掺杂III?V族化合物层，具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型；以及多量子阱(MQW)层，设置在所述第一掺杂III?V族化合物层和所述第二掺杂III?V族化合物层之间，其中，所述第一掺杂III?V族化合物层具有包括指数段的掺杂浓度曲线。

【技术特征摘要】
2012.03.13 US 13/418,6631.一种制造发光二极管(LED)的方法，包括：在室中在衬底上方生长第一掺杂III-V族化合物层；在所述室中在所述第一掺杂III-V族化合物层上方生长多量子阱(MQW)层；以及在所述室中在所述MQW层上方生长第二掺杂III-V族化合物层，所述第二掺杂III-V族化合物层具有与所述第一掺杂III-V族化合物层不同的导电类型，其中，生长所述第二掺杂III-V族化合物层包括在生长所述第二掺杂III-V族化合物层的过程中改变室压力，使邻近所述MQW层的区域的掺杂浓度水平较远离所述MQW层的区域的掺杂浓度水平低，其中，所述第二掺杂III-V族化合物层的掺杂浓度曲线包括呈平坦的线性的掺杂浓度曲线和呈指数的掺杂浓度曲线，其中，所述第二掺杂III-V族化合物层的对应呈指数的掺杂浓度曲线的区域是在生长过程中以缓降室压力的方法形成的。2.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明华，李镇宇，夏兴国，郭浩中，
申请(专利权)人：台积固态照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：