[實用新型]一種發光效率高的LED外延結構

有效

• 申請號: 201721376107.1
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN207338420U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 彭澤滔;吳質樸;何畏;陳強
• 申請（專利權）人: 江門市奧倫德光電有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本實用新型公開了一種發光效率高的LED外延結構，包括襯底以及層疊在襯底上的緩沖層、未摻雜Si的U型GaN層、摻雜Si的N型GaN層、有源層、電子阻擋層和P型GaN層，還包括層疊在N型GaN層和有源層之間的V型開角層，V型開角層為由摻In的InxGa1?xN層和摻Ga雜質層間隔交替形成的超晶格層，0<X<1，超晶格層的層數不小于3，V型開角層的厚度小于500nm；本實用新型在N型GaN層和有源層之間設置了一層V型開角層，使V型缺陷在V型開角層所在的方向上延伸，能夠增大開角，從而在側壁方向上生長更快，降低了局部電流，能夠有效的攔截電子，抑制電子溢出，提高LED的發光效率。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其是一種發光效率高的LED外延結構。

背景技術

采用MOCVD技術在藍寶石襯底上生長的GaN基LED外延結構，由于存在較大的晶格失配，因此在外延生長過程中容易產生較多的缺陷；參照圖1，其中一種常見的缺陷為V型缺陷，該缺陷貫穿于整個LED外延結構，產生的原因是：傳統的LED外延結構在生長完N型GaN層之后就開始生長有源層，由于從生長襯底到N型GaN層的這一過程會積累大量應力，于是在生長有源層時釋放應力，產生了V型缺陷，而相鄰的N型GaN層結構限制了V型缺陷在該層方向上的延伸，即限制了V型缺陷的延伸角度，導致其開角θ偏小。

實際上，引入V型缺陷的層在側壁方向a和豎直方向c上都會生長，技術人員一般希望在側壁方向a上的生長強于在豎直方向c上的生長，這是因為在側壁方向a上的生長更加有效，而V型缺陷的特點是：開角θ較小，因此在側壁方向a上生長慢，造成在側壁方向a上的厚度小，串聯電阻小，電子更容易通過側壁方向a，從而使局部電流增大，電子大量溢出，這大大降低了LED的發光效率。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種發光效率高的LED外延結構，在N型GaN層和有源層之間設置了一層V型開角層，使V型缺陷在V型開角層所在的方向上延伸，能夠增大開角，從而在側壁方向上生長更快，降低了局部電流，能夠有效的攔截電子，抑制電子溢出，提高LED的發光效率。

本實用新型解決其問題所采用的技術方案是：

一種發光效率高的LED外延結構，包括襯底以及層疊在襯底上的緩沖層、未摻雜Si的U型GaN層、摻雜Si的N型GaN層、有源層、電子阻擋層和P型GaN層，還包括層疊在N型GaN層和有源層之間的V型開角層，V型開角層為由摻In的InxGa1-xN層和摻Ga雜質層間隔交替形成的超晶格層，其中0&lt;X&lt;1，超晶格層的層數不小于3，V型開角層的厚度小于500nm。

優選地，超晶格層的層數為3-8。

優選地，V型開角層的厚度為150-500nm。

優選地，襯底為藍寶石、AlN、SiC和GaN中的一種，襯底的表面結構為平面或刻有圖形的延伸面。

進一步，緩沖層、U型GaN層和N型GaN層的厚度均為1-2μm。

進一步，有源層的厚度為100-200nm，電子阻擋層的厚度為30-80nm，P型GaN層的厚度為40-90nm。