[實用新型]一種可在小電流密度下提升發光效能的外延結構

有效

• 申請號: 201920749003.3
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN209822674U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 仇美懿;莊家銘
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 44202 廣州三環專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡楓

本實用新型公開了一種可在小電流密度下提升發光效能的外延結構，用于藍光LED，其包括依次設置于基底上的第一半導體層，有源區和第二半導體層；所述有源區包括相互間隔設置的至少一層壘層與至少一層阱層；所述阱層包括第一N?GaN層，設于所述第一N?GaN層上的電流均化層，以及設于所述電流均化層上的第二N?GaN層；所述電流均化層通過在GaN中摻雜高電阻率材料形成。本實用新型通過在有源區設置N?GaN+電流均化層+N?GaN的阱層結構，使得LED外延結構在小電流情況下，有效提升電流的擁堵效應，使得小電流能夠在阱層之中橫向擴展，強化了擴散效應，從而達到了功率小、光效高的目的。

技術領域

本實用新型涉及發光二極管技術領域，尤其涉及一種可在小電流密度下提升發光效能的外延結構。

背景技術

發光二極管，英文單詞的縮寫LED，主要含義：LED＝Light Emitting Diode，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，作為照明器件，相對傳統照明器件，發光二極管有相當大優勢——壽命長、光效高、無輻射、低功耗、綠色環保。目前LED主要用于顯示屏、指示燈、背光源等領域。

LED節能是一個重大的指標，在美國LM80標準中，就有嚴格的標準。不過在LED低電流應用驅動下，電流會集中在部分區域，造成亮度無法均勻分布，也導致了發光效能無法提升，進一步影響產業的照明應用。

針對上述問題，專利申請201410742580.1提出了一種LED芯片，其在透明導電層的表面設置不同間隔的多個同心弧線溝槽；且所述弧線溝槽以所述P型電極為中心，越靠近所述P型電極所述弧線溝槽的間隔越大，越遠離所述P型電極所述弧線溝槽的間隔越小。通過不同的間隔的弧線溝槽，逐漸增大透明導電層的電阻，使得電流在透明導電層內橫向擴散時不會聚集在靠近N型電極的區域，從而減少電流擁堵效應；從而提升了LED芯片在小電流作用下的發光效率；但是在ITO層制備孔洞的工藝較為復雜，對透明導電層的性能要求較高，不利于推廣。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種可在小電流密度下提升發光效能的外延結構，其能提升電流的使用效率，保證LED芯片亮度均勻，光效高。

本實用新型還要解決的技術問題在于，提供一種上述可在小電流密度下提升發光效能的外延結構的制備方法，其工藝簡單。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種可在小電流密度下提升發光效能的外延結構，用于藍光LED，其包括依次設置于基底上的第一半導體層，有源區和第二半導體層；所述有源區包括相互間隔設置的至少一層壘層與至少一層阱層；

所述阱層包括第一N-GaN層，設于所述第一N-GaN層上的電流均化層，以及設于所述電流均化層上的第二N-GaN層；

所述電流均化層通過在GaN中摻雜電阻率＞2.4×10^-6Ω·cm的高電阻率材料形成。

作為上述技術方案的改進，所述高電阻率材料選自Al、B、Mg、氮化硅中的一種或多種；

所述電流均化層的電阻率＞10⁹Ω·cm。

作為上述技術方案的改進，所述阱層包括第一N-GaN層，設于所述第一N-GaN層上的電流均化層，設于所述電流均化層上的U-GaN層和設于所述U-GaN層上的第二N-GaN層。

作為上述技術方案的改進，所述阱層包括第一N-GaN層、第二N-GaN層，以及設于所述第一N-GaN層與第二N-GaN層之間的相互間隔設置的至少一層U-GaN層與至少一層電流均化層。

作為上述技術方案的改進，所述電流均化層中高電阻率材料的含量由所述第一N-GaN層到所述第二N-GaN層之間呈遞減變化；

所述遞減變化為連續變化、梯度變化或混合梯度變化。