[發(fā)明專利]一種具有N型電流拓展層的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210294401.7
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114613890B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉康;展望;蘆玲
• 申請（專利權(quán)）人: 淮安澳洋順昌光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/04;H01L33/12;H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發(fā)明公開了一種具有N型電流拓展層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，包括由下耳上生長的襯底、緩沖層、U型半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，N型半導(dǎo)體層包括由下而上生長的N型半導(dǎo)體層一、N型電流拓展層、N型半導(dǎo)體層二，N型電流拓展層包括由下而上生長的輕摻雜Si的Al_xGa_1?xN層、超重?fù)诫sSi的N型GaN層、低摻雜Si的Al_xIn_yGa_(1?x?y)N/GaN超晶格層。通過加入輕摻雜Si的Al_xGa_1?xN層，使此層中Al的高能級的屏障作用約束電子的流動方向，促使其橫向擴(kuò)展。解決了N型半導(dǎo)體層在做芯片電極的存在電流擴(kuò)展不足，電壓偏高，漏電偏大的問題。起到了增加電流擴(kuò)展，降低電壓的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，特別涉及一種具有新型復(fù)合電子阻擋層的發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)

由于發(fā)光二極管提升節(jié)能環(huán)保，可靈巧設(shè)計(jì)，長壽命等優(yōu)勢，近年來得到迅速發(fā)展。 尤其是III-V族氮化物的半導(dǎo)體LED技術(shù)在藍(lán)光領(lǐng)域的成功，直接推動了LED照明進(jìn)入千家萬戶。現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)為：由下而上生長的襯底、緩沖層、U型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體、有源層和P型半導(dǎo)體。在外加電場的作用下，電子與空洞復(fù)合，但電流從N電極流向 P電極時(shí)會偏向較近的路線，這樣會造成部分電流密度過大，進(jìn)而形成電流擁擠現(xiàn)象，整個(gè)外延層電流分布不均勻，造成LED 的正向工作電壓偏高，發(fā)光效率偏低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種具有N型電流拓展層的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，在N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的中間增加了N型電流擴(kuò)展層結(jié)構(gòu)，使外延層電流分布更均勻，解決了N型半導(dǎo)體層在做芯片電極的存在電流擴(kuò)展不足，電壓偏高，漏電偏大的問題。起到了增加電流擴(kuò)展，降低電壓和改善反向漏電的效果，提升亮度。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種具有N型電流拓展層的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，包括由下而上生長的襯底（10）、緩沖層（20）、U型半導(dǎo)體層（30）、N型半導(dǎo)體層、有源層（50）和P型半導(dǎo)體層（60），所述N型半導(dǎo)體層包括由下而上生長的N型半導(dǎo)體層一（41）、N型電流拓展層（70）、N型半導(dǎo)體層二（42），所述N型電流拓展層（70）包括由下而上生長的輕摻雜Si的Al_xGa_1-xN層（71）、超重?fù)诫sSi的N型GaN層（72）、低摻雜Si的Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格層（73）；其中，Al_xGa_1-xN層（71）中，其中，0.05x0.2；Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格層（73）中，其中，0.05x0.2， 0.02y0.2。

進(jìn)一步的：所述Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格層包括循環(huán)疊加的Al_xIn_yGa_(1-x-y)N子層和GaN子層。

進(jìn)一步的：所述Al_xGa_1-xN層厚度為20nm~50nm，摻雜Al濃度范圍為2E03cm^-3~4E04cm^-3，Al組分范圍為0.05x0.2，摻雜Si的濃度范圍為5E18cm^-3~2E19cm^-3。

進(jìn)一步的：所述N型GaN層的厚度為200nm~500nm，Si摻雜的范圍為1E20 cm^-3~1E21cm^-3。