[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310180371.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103258927A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊奎;吳禮清;郭麗彬;李剛;牛勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/04
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/04;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于Ⅲ-Ⅵ族氮化物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法。

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背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED，Light?Emitting?Diode）是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，其利用半導(dǎo)體PN結(jié)作為發(fā)光材料，可以將電能直接轉(zhuǎn)換為光能。當(dāng)半導(dǎo)體PN結(jié)的兩端加上正向電壓后，注入PN結(jié)中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，復(fù)合的能量以光的形式發(fā)射；并且隨著能量的高低，可以形成各種顏色的光。

以GaN為代表的Ⅲ-Ⅵ族材料屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，在20世紀(jì)90年代之后得到迅猛發(fā)展。優(yōu)異的耐腐蝕能力、高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速率、高抗輻射能力，使得以GaN為代表的Ⅲ-Ⅵ族材料成為新興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)器件和核心材料，被譽(yù)為IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)。GaN基材料是現(xiàn)代發(fā)光二極管的基石，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、在背光源、照明、景觀燈等方面都有應(yīng)用；，具有高效、環(huán)保、節(jié)能、壽命長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)，是一種新型固態(tài)冷光源。

目前在LED的外延制備過(guò)程中，工業(yè)生產(chǎn)均采用異質(zhì)外延的生長(zhǎng)方式。但異質(zhì)外延會(huì)對(duì)LED帶來(lái)不利影響，以藍(lán)寶石襯底為例：藍(lán)寶石和GaN材料之間存在很大的晶格失配和熱失配，給GaN外延層引入大量位錯(cuò)和缺陷，缺陷密度高達(dá)120-1020cm^-2，造成載流子泄漏和非輻射復(fù)合中心的增多，對(duì)LED芯片的抗靜電能力極為不利。鑒于此，有必要提供一種新型的LED外延結(jié)構(gòu)以克服上述缺點(diǎn)。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)，通過(guò)在N層插入AL_xGa_1-xN(0.05<x<0.25)層，限制外延層中位錯(cuò)和缺陷密度，改善載流子的分布，可以有效的提高LED芯片的抗靜電能力10%以上。

本發(fā)明還提供一種上述提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

????一種提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)，該外延結(jié)構(gòu)從下向上的順序依次為：襯底、低溫GaN緩沖層、GaN非摻雜層、第一個(gè)N型GaN層、多量子阱結(jié)構(gòu)MQW、多量子阱有源層、低溫P型GaN層、P型AlGaN層、高溫P型GaN層和P型接觸層，在所述第一個(gè)N型GaN層與多量子阱結(jié)構(gòu)MQW層之間依次插入生長(zhǎng)N型AL_xGa_1-xN層和第二個(gè)N型GaN層，其中0.05<x<0.25。

????一種提高GaN基LED抗靜電能力的外延結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法，在所述N型AL_xGa_1-xN層插入生長(zhǎng)后，在生長(zhǎng)第一個(gè)N型GaN層時(shí)，該第一個(gè)N型GaN層流量相對(duì)不插入N型AL_xGa_1-xN層的情況減少10%~20%；在插入生長(zhǎng)所述N型AL_xGa_1-xN層后生長(zhǎng)第二個(gè)N型GaN層時(shí)，該第二個(gè)N型GaN層流量與上述生長(zhǎng)第一個(gè)N型GaN層流量相同。

所述N型AL_xGa_1-xN插入層的生長(zhǎng)厚度保持在0-1μm之間。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)插入具有N型AL_xGa_1-xN(0.05<x<0.25)層的新結(jié)構(gòu)，一方面，可以降低N層的整體厚度，另一方面可以有效的限制外延層內(nèi)部，由于與襯底之間的晶格失配產(chǎn)生的位錯(cuò)和缺陷密度，改善載流子的分布；可以有效的降低GaN基LED在靜電發(fā)生時(shí)壞死的可能性、提高產(chǎn)品的品質(zhì)，延長(zhǎng)器件壽命,有效的提高LED芯片的抗靜電能力10%以上。

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附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提供的LED外延結(jié)構(gòu)示意圖。

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具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。