[發(fā)明專利]氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210242004.1
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102881794A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李哉勛
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/04
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張?zhí)焓?/td>

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2011年7月12日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2011-0068962號的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其公開的全部內(nèi)容合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及發(fā)光器件，更具體地，涉及氮化物發(fā)光器件。

背景技術(shù)

氮化物發(fā)光二極管（LED）是通過利用氮化物半導(dǎo)體的PN結(jié)來構(gòu)成發(fā)光源而能夠發(fā)出各種顏色的光的半導(dǎo)體器件。氮化物L(fēng)ED已經(jīng)得到不斷的發(fā)展，從而氮化物L(fēng)ED不但用于短波長光，而且用于長波長光。得益于氮化物L(fēng)ED的物理優(yōu)點(diǎn)，氮化物L(fēng)ED不但可以廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件，而且可以廣泛應(yīng)用于電子器件。

隨著由氮化物半導(dǎo)體形成的藍(lán)色LED的引入，LED的應(yīng)用變得更加廣泛，LED被應(yīng)用于各種領(lǐng)域，諸如小鍵盤、液晶顯示（LCD）器件的背光、交通燈、飛機(jī)、汽車和燈。尤其是，白色LED可以代替現(xiàn)有的白熾燈泡和熒光燈，這將是一種形式的照明變革。

因為氮化物發(fā)光二極管（LED）在P型半導(dǎo)體的P摻雜中有局限性，所以存在用于通過降低導(dǎo)通電壓和改善電流擴(kuò)散效應(yīng)來減少電流崩塌現(xiàn)象的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了能夠改善電流擴(kuò)散效應(yīng)和提高光功率的氮化物發(fā)光器件。

在下面的描述中，將部分陳述其它方面，根據(jù)下面的描述，其它方面在某種程度上將變得顯而易見，或通過實(shí)施所提供的實(shí)施例可以得知。

本公開的一方面包括一種氮化物發(fā)光器件。所述氮化物發(fā)光器件包括：N型氮化物半導(dǎo)體層；P型氮化物半導(dǎo)體層；以及有源層，其形成在所述N型氮化物半導(dǎo)體層和所述P型氮化物半導(dǎo)體層之間。在所述P型氮化物半導(dǎo)體層中形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)包括：GaN層和摻有N型摻雜劑的N型Al_xIn_yGaN層，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，并且x+y=1；以及二維電子氣（2DEG）層，其形成在所述GaN層和所述N型Al_xIn_yGaN層之間的界面中。

所述P型氮化物半導(dǎo)體層包括形成在所述有源層上的P型包覆層和形成在所述P型包覆層上的P型接觸層，其中，在所述P型接觸層或所述P型包覆層內(nèi)部形成所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。例如，所述P型接觸層由P⁺-GaN形成，并且所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)形成在所述P型接觸層內(nèi)部。

在所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中，所述GaN層形成于所述有源層處。

所述GaN層是未摻雜層。所述GaN層具有大約5nm到大約50nm的厚度。

所述N型Al_xIn_yGaN層的N型摻雜劑是Si。所述N型Al_xIn_yGaN層由包含從大約15%到大約45%的Al含量的AlGaN形成。所述N型Al_xIn_yGaN層具有在大約10nm到大約50nm的范圍內(nèi)的厚度。

本公開的另一方面涉及所述氮化物發(fā)光器件還包括：N型電極，其形成在所述N型氮化物半導(dǎo)體層上；以及P型電極，其形成在所述P型氮化物半導(dǎo)體層上并且由透明導(dǎo)電材料形成，其中，光通過所述P型電極發(fā)出。

根據(jù)本公開的另一方面，所述氮化物發(fā)光器件還包括：N型電極，其形成在所述N型氮化物半導(dǎo)體層上；以及P型電極，其形成在所述P型氮化物半導(dǎo)體層上，其中，所述氮化物發(fā)光器件可以具有外延向下（epi-down）型垂直結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本公開的另一方面，所述氮化物發(fā)光器件還包括：N型電極，其形成在所述N型氮化物半導(dǎo)體層上；P型電極，其形成在所述P型氮化物半導(dǎo)體層上；以及布線襯底，其接合到所述P型電極，其中，所述氮化物發(fā)光器件可以包括具有倒裝芯片結(jié)構(gòu)的陣列。

在根據(jù)本公開的各實(shí)施例的氮化物發(fā)光器件中，在P型氮化物半導(dǎo)體層中形成N-Al_xIn_yGaN/GaN的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)以引發(fā)2DEG，從而由于所述2DEG的高載流子遷移率而增強(qiáng)了所述P型氮化物半導(dǎo)體層中的電流擴(kuò)散效應(yīng)。因而，即使施加了高功率，也能夠防止電流集聚（current?crowding）現(xiàn)象，因而可以提高氮化物發(fā)光器件的可靠性。同樣，在所述異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和所述P型氮化物半導(dǎo)體層之間形成了N⁺/P⁺的隧道（tunneling）結(jié)，因而可以提高對有源層的空穴注入效率，從而提高了光功率。

附圖說明