[發明專利]氮化物半導體發光器件

有效

• 申請號: 201310721515.6
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103730555A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 董木森;申利瑩;劉曉峰;張東炎;張潔;王篤祥
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氮化物半導體發光器件，更為具體的是一種具有N型電流擴展層的發光二極管。

背景技術

目前，發光二極管（Light-emitting?diodes，簡稱LED）以其高效率、長壽命、全固態、自發光和綠色環保等優點，已經被廣泛應用于照明和顯示兩大領域。尤其是氮化鎵系發光二極管因其帶隙覆蓋各種色光，成為國內外產學研各界重點研究的對象，并且在外延和芯片技術上取得了重大的進展。然而，如下圖1所示的傳統結構氮化鎵系發光二極管器件，由于電流擴展性差，電流從n電極110流向p電極111會偏向較近的線路，這樣就會造成有些部分電流密度過大，導致電流擁擠現象（Current?Crowding），從而影響整個器件的發光效率和出光均勻性，另一方面可導致芯片的抗靜電能力變差，進而影響壽命。

發明內容

為解決上述發光二極管中所存在的問題，本發明提供了一種具有N型電流擴展層的發光二極管，包含：襯底；由氮化物半導體分別形成的n型層、發光層和p型層依次疊層于所述襯底之上；電流擴展層，其具有由兩層以上u型氮化物半導體層疊層而成的多層結構，在所述各u型氮化物半導體層之間的界面處形成n型摻雜，其摻雜濃度大于或等于1×10^18?cm^-3。?

優選地，所述電流擴展層的厚度為100~20000?nm。

優選地，所述電流擴展層具有2~200層u型氮化物半導體層。

優選地，所述單層u型氮化物半導體層的厚度為1~100?nm。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處形成n型摻雜的厚度≤2?nm。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處的n型摻雜濃度為5×10¹⁸?~?5×10^20?cm^-3。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處的n型摻雜濃度大于所述n型層的摻雜濃度。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處的n型摻雜濃度為均勻摻雜。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處的n型摻雜濃度呈線性遞增或遞減。

優選地，所述各u型氮化物半導體層之間界面處的n型摻雜濃度呈鋸齒、矩形、正弦或階梯狀分布。

優選地，所述電流擴展層還包括由預定間隔隔開的絕緣部組成的分布絕緣層，其位于所述u型氮化物半導體層疊層而成的多層結構內部或/和所述多層結構與所述n型層之間。

本發明中所提“u型氮化物半導體”均指低摻雜氮化物半導體，其摻雜濃度小于5×10^?17cm?^-3?。???????　　

?在本發明中，從n電極層導入的電流源通過所述電流擴展層之多層結構時，將各處的電流源強迫做二維水平擴展。在一些實施例中，在n型層形成一個或多層分布絕緣層可將從n電極層導入的電流源一次或多次轉化為分布均勻的點狀電流源，再經由所述多層結構將各處的點狀電流源強迫做二維水平擴展，使電流非常均勻擴展至整個發光面積，更好的達到電流擴展的效果，而無電流擁擠現象（Current?Crowding）。

附圖說明

圖1為一般氮化物發光二極管的結構圖及其電流路徑示意圖。

圖2是本發明實施例1的氮化物發光二極管的結構圖及其電流路徑示意圖。

圖3是本發明實施例1一個變形例中n型摻雜濃度變化示意圖。

圖4是本發明實施例1另一個變形例中n型摻雜濃度變化示意圖。

圖5是本發明實施例2的氮化物發光二極管的結構圖及其電流路徑示意圖。

圖6?為本發明實施例2的n型摻雜濃度變化圖。

圖7是本發明實施例3的氮化物發光二極管的結構圖及其電流路徑示意圖。

圖8是本發明實施例4的氮化物發光二極管的結構圖及其電流路徑示意圖。

圖9?為本發明實施例4的n型摻雜濃度變化圖。

圖中：?

100??藍寶石襯底?

101??緩沖層

102???n型層

103???分布絕緣層

104??電流擴展層

104a??u-GaN層

104b??各u-GaN層之間的界面

105???發光層

106??p型限制層

107??p型層??????　　

108??p型接觸層?

109??透明導電層?????