[實用新型]具有應力補償效應壘層的LED外延結構

有效

• 申請號: 201520717475.2
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN204966526U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 田宇;鄭建欽;吳真龍;曾頎堯;董發;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 南通同方半導體有限公司;同方股份有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/06;H01L33/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及發光二極管技術領域，特別是具有應力補償效應壘層的LED外延結構。

背景技術

隨著藍光GaN基LED應用越來越廣泛，人們對藍光GaN基LED的亮度更加關注。

現有技術中的藍光GaN基LED外延結構如圖1所示，從下到上依次為：圖形化襯底1、AlN緩沖層2、U型GaN層3、N型GaN層4、淺量子阱層5、有源層6、電子阻擋層7、P型GaN層8。傳統藍光GaN基LED外延結構中由于GaN材料背景濃度較高，大量電子溢出量子阱進入P型導電層，降低電動注入效率。同時，由于電子阻擋層對電子的限制，也抑制電動的注入，降低復合效率。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種具有應力補償效應壘層的LED外延結構。它通過增加壘層，可以提高電子阻擋效益、增加電動注入、減少效率衰減從而提高輻射復合幾率，以達到增強LED內量子效率的目的。

為了達到上述發明目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現：

具有應力補償效應壘層的LED外延結構，它從下至上依次包括圖形化襯底、AlN緩沖層、U型GaN層、N型GaN層、淺量子阱層、有源區、電子阻擋層和P型GaN層。其結構特點是，所述有源區與電子阻擋層之間設有應力補償效應壘層。所述應力補償效應壘層從下至上依次包括本征半導體層、N型半導體層和P型半導體層。所述本征半導體層從下至上依次包括U-GaN層、U-AlGaN層和U-InGaN層，或者從下至上依次包括U-AlGaN層、U-InGaN層和U-GaN層。所述N型半導體層從下至上依次包括N-AlGaN層和N-InGaN層，或者從下至上依次包括N-InGaN層和N-AlGaN層。所述P型半導體層從下至上依次包括P-AlGaN層和P-InGaN層，或者從下至上依次包括P-InGaN層和P-AlGaN層。

在上述LED外延結構中，所述應力補償效應壘層在氮氣、氫氣或者氫氮混合環境中生長。

在上述LED外延結構中，所述應力補償效應壘層中U-GaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm。U-AlGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中Al組分為0.1-0.4。U-InGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中In組分為0.02-0.2。N-AlGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中Al組分為0.1-0.4，Si的參雜濃度為5×10¹⁷-1×10¹⁹。N-InGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中In組分為0.02-0.2，Si的參雜濃度為5×10¹⁷-1×10¹⁹。P-AlGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中Al組分為0.1-0.4，Mg的參雜濃度為5×10¹⁷-1×10²⁰。P-InGaN層的生長溫度為700-900℃,生長壓力為200-600mbar,生長厚度為1-20nm，其中In組分為0.02-0.2，Mg的參雜濃度為5×10¹⁷-1×10²⁰。

在上述LED外延結構中，所述圖形化襯底使用圖形化藍寶石襯底、平襯底、非極性襯底、Si襯底或者SiC襯底任一種。

本實用新型由于采用了上述結構，通過本征半導體層中三層結構的生長，增加阻擋電子的勢壘高度，抑制了電子的溢流現象；通過N型半導體層和P型半導體層中共四層結構的生長增加電動的注入效率，增加電動的均勻注入，從而提高了電子與電動的復合效率。同時N型半導體層的結構能降低對電動的阻擋，使電動更容易遂穿。本實用新型在一定程度上避免了波函數的空間分離，提高了電子空穴復合幾率，從而有效提高內量子效率。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

附圖說明

圖1為現有技術中LED外延結構示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例中應力補償效應壘層的結構示意圖。

具體實施方式