[發(fā)明專(zhuān)利]一種LED外延結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310036011.0
• 申請(qǐng)日: 2013-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103078018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鴻建;靳彩霞;董志江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢迪源光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/02;H01L33/14
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED外延結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料（AlN、GaN和InN）由于其較寬的直接帶隙、良好的熱學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性而在固態(tài)照明、固體激光器、光信息存儲(chǔ)、紫外探測(cè)器等微電子及光電子器件方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，并在近幾年的研究和應(yīng)用中取得了突破性的進(jìn)展，特別是在能源供給和環(huán)境污染問(wèn)題的背景下，半導(dǎo)體照明光源作為一種具有高效、節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、易維護(hù)等顯著特性的器件，吸引了全世界的目光。

外延結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)是LED芯片的關(guān)鍵技術(shù)，而怎樣提高二極管的發(fā)光效率，是外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)的一個(gè)重要難點(diǎn)。目前市場(chǎng)上大部分GaN基LED都是側(cè)向結(jié)構(gòu)，都存在電流密度分布不均的問(wèn)題，導(dǎo)致LED發(fā)光區(qū)域沒(méi)有得到充分利用，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，電流密度分布不均，會(huì)影響邊角發(fā)光區(qū)域得不到充分利用，降低發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能有效解決LED電流密度分布不均的問(wèn)題，能大大提高LED發(fā)光效率的LED外延結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種LED外延結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的襯底、過(guò)渡層、u型氮化鎵層、n型氮化鎵層、多量子阱層、p型氮化鎵層、ITO摻錫氧化銦層、p型電極和形成于n型氮化鎵層上的n型電極，還包括p型接觸層，所述p型接觸層介于p型氮化鎵層和ITO摻錫氧化銦層之間，呈鍥型結(jié)構(gòu)，且p型接觸層的空穴濃度漸變，靠近p型氮化鎵層的一測(cè)空穴濃度高，遠(yuǎn)離p型氮化鎵層一側(cè)空穴濃度低。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述p型接觸層由摻雜Mg或Be的Al_yIn_xGa_1-x-yN的半導(dǎo)體層構(gòu)成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y＜1。

進(jìn)一步，所述p型接觸層的摻雜濃度由下至上依次呈漸變型，靠近p型氮化鎵層的一測(cè)濃度高，遠(yuǎn)離p型氮化鎵層的一側(cè)濃度低。

進(jìn)一步，所述p型接觸層摻雜的濃度范圍為1*10¹⁷/cm³～9*10²²/cm³。

進(jìn)一步，所述p型接觸層被刻腐蝕前的厚度取值范圍為0.01～100μm。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)插入p型接觸層，且p型接觸層為鍥型結(jié)構(gòu)，使其等效電阻呈漸變趨勢(shì)，這使得在電流注入時(shí)，由于p型接觸層的電阻不同，可以有效的均衡各區(qū)域電流密度，充分利用發(fā)光層的空穴-電子有效復(fù)合區(qū)域，提高LED的整體發(fā)光效率；本發(fā)明所述LED外延結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能較大地提高強(qiáng)LED的發(fā)光效率與信賴(lài)性。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有LED外延結(jié)構(gòu)及其電流分布密度的示意圖；

圖2為本發(fā)明所述LED外延結(jié)構(gòu)及其電流分布密度的示意圖；

圖3、4、5、6為本發(fā)明LED外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)過(guò)程的中間結(jié)構(gòu)的示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、襯底，2、過(guò)渡層，3、u型氮化鎵層，4、n型氮化鎵層，5、多量子阱層，6、p型氮化鎵層，7、ITO摻錫氧化銦層，8、p型電極，9、n型電極，10、p型接觸層，11、光刻膠，12、掩膜板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖2所示，一種LED外延結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的襯底1、過(guò)渡層2、u型氮化鎵層3、n型氮化鎵層4、多量子阱層5、p型氮化鎵層6、ITO摻錫氧化銦層7、p型電極8和形成于n型氮化鎵層上的n型電極9，還包括p型接觸層10，所述p型接觸層10介于p型氮化鎵層6和ITO摻錫氧化銦層7之間，呈鍥型結(jié)構(gòu)，且p型接觸層10的空穴濃度漸變，靠近p型氮化鎵層6的一測(cè)空穴濃度高，遠(yuǎn)離p型氮化鎵層6一側(cè)空穴濃度低。

其中，所述p型接觸層10由摻雜Mg或Be的Al_yIn_xGa_1-x-yN的半導(dǎo)體層構(gòu)成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y＜1。

其中，所述p型接觸層10的摻雜濃度由下至上依次呈漸變型，靠近p型氮化鎵層的一測(cè)濃度高，遠(yuǎn)離p型氮化鎵層的一側(cè)濃度低。