[發明專利]一種照明用氮化鎵基發光二極管器件

無效

• 申請號: 200610088934.0
• 申請日: 2006-07-27
• 公開（公告）號: CN101114681A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 韓培德
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及半導體器件中發光二極管技術領域，尤其涉及一種照明用氮化鎵基發光二極管器件。

背景技術

如文獻F.A.Ponce?and?D.P.Bour，Nitride-based?semiconductors?for?blueand?green?light-emitting?devices，Nature，386(1997)351和文獻ShujiNakamura，Gerhard?Fasol，“The?Blue?Laser?Diode，--GaN?based?light?emittersand?lasers”，Springer-Verlage?Berlin?Heidelberg，New?York，(1997)所述，在徘徊了二十多年之后，GaN基半導體薄膜的生長于二十世紀九十年代初有了飛速的發展。

如文獻Shuji?Nakamura，et.al.″Candela-class?highbrightnessInGaN/AlGaN?double-heterostructure?blue-light-emitting?diodes，Appl.Phys.Lett.64(13)：1687-89，1994、文獻Shuji?Nakamura，et.al.″InGaN-based?multi-quantum-well-structure?laser?diodes″，Jpn.J.Appl.Phys.35：L74-76，1996和文獻F.Binet，et.al.″Mechanisms?of?recombination?in?GaNphotodetectors，Appl.Phys.Lett.69(9)：1202-04，1996所述，隨著對P-GaN，InGaN研究的突破，用其化合物研制出了GaN基藍/綠光LED、GaN基激光二極管(LD)、GaN基紫外探測器等。

盡管GaN基LED已有部分產業化，但仍存在著大量的問題和有待改進的地方。

首先，由于現有n型InGaN的電子密度(10¹⁹/cm³)和遷移率(100cm²/Vs)都遠高于p型GaN(10¹⁷/cm³和10cm²/Vs)，所以pn結的耗盡層則基本上是存在于p型GaN一側，這對以n型InGaN為有源層的發光二極管來說是矛盾的，存在著大量的電子-空穴非輻射復合。因此，二極管的發光效率很低。

其次，必需在低溫(600℃-900℃)和氮氣(N₂)氣氛下生長InGaN有源層，而后繼生長p型GaN則需要在高溫(1050℃)和氫氣(H₂)氣氛中進行，這就造成了一個很大的溫度切換(約400℃溫差)、一個很大的氣流擾動(環境氣氛切換)和一個大的晶格失配。因此，在二極管中很難形成優質的pn異質結。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種照明用氮化鎵基發光二極管器件，以提高二極管的發光效率，在二極管中形成優質的pn異質結。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種照明用氮化鎵基發光二極管器件，該二極管器件包括：

藍寶石襯底(1)；

在藍寶石襯底(1)上依次外延生長的n型GaN基化合物(4)和p型InGaN有源層(7)；

采取干法刻蝕或濕法腐蝕的方法將p型InGaN有源層(7)局部去除，在露出的n型GaN基化合物(4)上制備的n型電極(8)；和

在剩余未刻蝕的p型InGaN有源層(7)上制備的大面積p型透明電極(9)。

該二極管器件在所述p型InGaN有源層(7)與p型透明電極(9)之間進一步包括：p型GaN基化合物(5)，該p型GaN基化合物(5)在藍寶石襯底(1)上按照n型GaN基化合物(4)、p型InGaN有源層(7)和p型GaN基化合物(5)的順序依次外延生長而成，并采用干法刻蝕或濕法腐蝕的方法，將p型GaN基化合物(5)和p型InGaN有源層(7)局部去除，在露出的n型GaN基化合物(4)上制備n型電極(8)，在剩余未刻蝕的p型GaN基化合物(5)上制備大面積p型透明電極(9)。