[發明專利]具有高亮度高發光效率的外延生長結構

無效

• 申請號: 201210505746.9
• 申請日: 2012-12-01
• 公開（公告）號: CN102983237A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 鐘玉煌;郭文平
• 申請（專利權）人: 江蘇新廣聯科技股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種外延生長結構，尤其是一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，屬于半導體外延結構的技術領域。

背景技術

近年來，由于價格優勢及相關技術的增長，以LED作為發光光源的產品正逐漸擴大其市場占有率，有逐步取代白熾燈和日光節能燈等傳統光源的趨勢。但若想真正達到用戶的首先光源及發光器件，還需要各企業及研發人員在提升發光效率及降低成本上繼續努力。到目前為止，已有方法解決了部分因發光二級管全反射以及媒質自吸收技術帶來的光損耗問題，但有關外延生長結構不良所導致的光損耗的解決方法卻鮮見報道。

目前LED外延生長包括在襯底材料上依次生成半導體發光結構，常見基本半導體發光結構包括緩沖層、N型化合物半導體材料層、有源層和P型化合物半導體材料層。單一外延結構中的P型化合物結構層對于阻擋電子溢出的效果也是有限的，因此，迫切需要以對現有外延結構的改善來提高有源層的電子復合率。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，其結構緊湊，提高發光亮度及發光效率，工藝方便，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述具有高亮度高發光效率的外延生長結構，包括襯底及生長于所述襯底上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長于襯底上的緩沖層，所述緩沖層上生長有N型化合物半導體材料層，所述N型化合物半導體材料層上生長有有源層；所述有源層上生長有電子溢出阻擋層，所述電子溢出阻擋層上生長P型化合物半導體材料層。

所述電子溢出阻擋層的厚度為10nm~200nm。

所述電子溢出阻擋層為無摻雜的AlGaN和GaN形成的超晶格結構層。

本發明的優點：通過電子溢出阻擋層與P型化合物半導體材料層共同阻擋電子的溢出，增加有源區的復合電子數量，從而有效地提高制備得到發光器件的發光效率，提高LED芯片的發光亮度及發光效率，與現有工藝兼容，工藝方便，結構緊湊，安全可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

附圖標記說明：1-襯底、2-緩沖層、3-N型化合物半導體材料層、4-有源層、5-電子溢出阻擋層及6-P型化合物半導體材料層。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示：為了能夠提高發光亮度及發光效率，本發明包括襯底1及生長于所述襯底1上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長于襯底1上的緩沖層2，所述緩沖層2上生長有N型化合物半導體材料層3，所述N型化合物半導體材料層3上生長有有源層4；所述有源層4上生長有電子溢出阻擋層5，所述電子溢出阻擋層5上生長P型化合物半導體材料層6。

具體地，襯底1的材料可以選用藍寶石、氮化鎵等采用的材料，N型化合物半導體材料層3為N導電類型GaN層，P型化合物半導體材料層6為P導電類型GaN層。電子溢出阻擋層5的厚度為10nm~200nm，且所述電子溢出阻擋層5為無摻雜的AlGaN及GaN形成的超晶格結構層。

所述超晶格結構層生長使用Al源、Ga源及生長所用其它氣體。其中Al的摻雜濃度控制在5%~30%之間，生長總厚度控制在10納米~200納米之間的范圍內，所述超晶格結構層的生長工藝條件包括氫氣0～100升，氮氣20～150升；氨氣5～100升，生長壓力在100～500?Torr，生長溫度在500～1000之間。Ga源的摻雜濃度與超晶格結構層的生長總厚度相關。

本發明在襯底1上生在的半導體發光結構可以采用常用的金屬有機化合物氣相外延設備即可生長得到，所述外延結構適用于藍光、白光以及紫外外延片的結構。

本發明通過電子溢出阻擋層5與P型化合物半導體材料層6共同阻擋電子的溢出，增加有源區4的復合電子數量，從而有效地提高制備得到發光器件的發光效率，提高LED芯片的發光亮度及發光效率，與現有工藝兼容，工藝方便，結構緊湊，安全可靠。