[實用新型]一種氮化鎵基發光二極管

有效

• 申請號: 201320377482.3
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN203536463U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張雄;楊洪權;許潔;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及一種具有復合電流擴散層的氮化鎵基發光二極管及其外延生長方法，屬于半導體光電子器件及其制造技術。?

背景技術

盡管氮化鎵基發光二極管的光學和電學性能得到了顯著提高，但對于大功率發光二極管的應用，提高發光二極管的可靠性是十分重要的，尤其是高亮度氮化鎵基發光二極管的抗靜電能力需要得到進一步的提高。研究發現，在n型氮化鎵層和銦鎵氮-氮化鎵多量子阱有源層之間插入輕度硅摻雜的n型氮化鎵層或n型銦鎵氮層，能夠顯著提高氮化鎵基發光二極管的電流擴散和抗靜電能力（[1]H.H.Liu,P.Chen,G.Y.Lee,J.I.ChyiL.F.F.Kadlec,P.Efficiency?enhancement?of?InGaN?LEDs?with?an?n-type?AlGaN/GaN/InGaN?current?spreading?layer,IEEE?Electr.Device?L.32(2011)1409-1411；[2]M.Hansen,J.Piprek,P.M.Pattison,J.S.Speck,S.Nakamura,S.P.DenBaars,Higher?efficiency?InGaN?laser?diodes?with?an?improved?quantum?well?capping?configuration,Appl.Phys.Lett.81(2002)4275–4277；[3]Y.K.Su,S.J.Chang,S.C.Wei,R.W.Chuang,S.M.Chen,W.L.Li,Nitride-based?LEDs?with?n-GaN?current?spreading?layers,IEEE?Electr.Device?L.26(2005)891-893；[4]C.S.Kim,H.K.Cho,R.J.Choi,Y.B.Hahn,H.J.Leeand,C.H.Hong,Effects?of?a?highly?Si-doped?GaN?current?spreading?layer?at?the?n+-GaN/multi-quantum-well?interface?on?InGaN/GaN?blue-light-emitting?diodes,J.Korean?Phys.Soc.44(2004)133-136）。另外，輕度硅摻雜的n型氮化鎵或n型銦鎵氮插入層作為電流擴散層，能有效地降低氮化鎵基發光二極管的正向工作電壓，并且提高其發光效率（[5]J.K.Sheu,G.C.Chi,M.J.Jou,Enhanced?output?power?in?an?InGaN-GaN?multiquantum-well?light-emitting?diode?with?an?InGaN?current-spreading?layer,IEEE?Photonic.Tech.L.13(2001)1164-1166；[6]C.H.Jang,J.K.Sheu,C.M.Tsai,S.J.Chang,W.C.Lai,M.L.Lee,T.K.Ko,C.F.Shen,S.C.Shei,Improved?performance?of?GaN-based?blue?LEDs?with?the?InGaN?insertion?layer?between?the?MQW?active?layer?and?the?n-GaN?cladding?layer,IEEE?J.Quantum?Elect.46(2010)513-517）。?

在氮化鎵基發光二極管的n型氮化鎵層和銦鎵氮-氮化鎵多量子阱有源區之間插入電流擴散層，一方面能提高載流子的注入效率和電流的擴散能力，從而增大發光二極管的電子空穴的復合發光效率。另一方面，由于多量子阱有源區與n型氮化鎵層之間較大的晶格失配和熱膨脹系數失配所引起的位錯和缺陷能夠部分被電流擴散層所抑制，從而?使晶體的質量得以提升，電子順著位錯和缺陷越過有源發光區形成漏電溝道的可能性也降低，因而發光二極管的抗靜電能力得到提升。?

但是，過厚的電流擴散層會增大器件的串聯電阻，從而導致發光二極管的正向工作電壓升高，能量損耗增加，發光效率降低。因此，尋求一種最佳設計的電流擴散層（包括層厚度、摻雜濃度和組分等結構參數）就成為進一步提高發光二極管電學及光學性能的關鍵因素之一。?

實用新型內容

發明目的：針對現有氮化鎵基發光二極管在抗靜電能力及正向工作電壓上所存在的問題和不足，本實用新型提供一種具有復合電流擴散層的氮化鎵基發光二極管及其外延生長方法。?

技術方案：為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：?