一種提高led發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，屬于氮化鎵基LED技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種II1-V化合物半導(dǎo)體，GaN具有許多硅基半導(dǎo)體材料不具備的優(yōu)異性能，其最重要的物理特點是禁帶寬度寬，從1.9eV到6.2eV可調(diào)，具有耐高溫、耐腐蝕、飽和電子速率達、熱導(dǎo)性好等特點，由于氮化物熱點高，離解壓大，體單晶制備十分困難。GaN的外延生長主要是在晶格失配很大的異質(zhì)襯底(如藍(lán)寶石、硅等)上進行。GaN和A1203之間的晶格失配達到13.6%，由于熱膨脹系數(shù)的差別在外延生長后的降溫過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致外延層出現(xiàn)裂紋，晶片彎曲。在藍(lán)寶石上生長GaN材料一般先低溫生長約20nm的GaN或50nm的AlN緩沖層，然后經(jīng)過退火工藝，再在緩沖層生長GaN外延層等過程。無論是GaN，還是AlN緩沖層，其晶體質(zhì)量對外延層的光電性質(zhì)以及表面形貌都有非常重要的影響。
[0003]但是現(xiàn)在業(yè)界對藍(lán)光LED芯片的亮度要求較高。緩沖層的晶體質(zhì)量，對后續(xù)外延層的結(jié)晶質(zhì)量具有重要的影響。藍(lán)寶石襯底和GaN之間存在較大的晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，在外延生長過程中產(chǎn)生大量缺陷，會影響器件的光電性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問題是減少藍(lán)寶石襯底和GaN之間存在的晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，改善外延層的晶體質(zhì)量，提高晶體生長質(zhì)量，改善LED外延片的光電特性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底，低溫GaN緩沖層，高溫AlN緩沖層，高溫GaN緩沖層，高溫非摻雜GaN緩沖層，摻雜η型GaN層，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層，P型AlGaN層，P型GaN層，P型接觸層。
[0007]一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底，高溫AlN緩沖層，低溫GaN緩沖層，高溫GaN緩沖層，高溫非摻雜GaN緩沖層，摻雜η型GaN層，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層，P型AlGaN層，P型GaN層，P型接觸層。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型具有以下有益效果。
[0009]本實用新型通過在藍(lán)寶石襯底上生長低溫GaN緩沖層之后進行高溫AlN生長；在藍(lán)寶石襯底上生長高溫AlN緩沖層之后生長低溫GaN緩沖層。可以有效緩解藍(lán)寶石襯底和外延層的失配，降低GaN外延層內(nèi)線性位錯和缺陷密度，便于LED外延層的生長，提高晶體生長質(zhì)量，改善LED外延片的光電特性。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明。
[0011]圖1為本發(fā)明一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1中:I為藍(lán)寶石襯底，2為低溫GaN緩沖層，3高溫AlN緩沖層，4高溫GaN緩沖層，5高溫非摻雜GaN緩沖層，6為摻雜η型GaN層，7為多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層，8為P型AlGaN層，9為P型GaN層，10為P型接觸層。
[0014]圖2中:1為藍(lán)寶石襯底，11為高溫AlN緩沖層，12低溫GaN緩沖層，4高溫GaN緩沖層，5高溫非摻雜GaN緩沖層，6為摻雜η型GaN層，7為多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層，8為P型AlGaN層，9為P型GaN層，10為P型接觸層。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0016]實施例1
[0017]一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底1，低溫GaN緩沖層2，高溫AlN緩沖層3，高溫GaN緩沖層4，高溫非摻雜GaN緩沖層5，摻雜η型GaN層6，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層7，P型AlGaN層8，P型GaN層9，P型接觸層10。
[0018]實施例2
[0019]一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底1，高溫AlN緩沖層11，低溫GaN緩沖層12，高溫GaN緩沖層4，高溫非摻雜GaN緩沖層5，摻雜η型GaN層6，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層7，P型AlGaN層8，P型GaN層9，P型接觸層10。
[0020]本實用新型可用其他的不違背本實用新型的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本實用新型的上述實施方案都只能認(rèn)為是對本實用新型的說明而不能限制實用新型，權(quán)利要求書指出了本實用新型的范圍，而上述的說明并未指出本實用新型的范圍，因此，在與本實用新型的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何變化，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底(1)，低溫GaN緩沖層(2)，高溫AlN緩沖層(3)，高溫GaN緩沖層(4)，高溫非摻雜GaN緩沖層(5)，摻雜η型GaN層(6)，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層(7)，P型AlGaN層(8)，P型GaN層(9)，P型接觸層(10)。2.一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:藍(lán)寶石襯底(1)，高溫AlN緩沖層(11)，低溫GaN緩沖層(12)，高溫GaN緩沖層(4)，高溫非摻雜GaN緩沖層(5)，摻雜η型GaN層(6)，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層(7)，P型AlGaN層(8)，P型GaN層(9)，P型接觸層(10)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，屬于氮化鎵基LED技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是減少藍(lán)寶石襯底和GaN之間存在的晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，改善外延層的晶體質(zhì)量，提高晶體生長質(zhì)量，改善LED外延片的光電特性；采用的技術(shù)方案為：提供一種提高LED發(fā)光亮度的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)從下到上依次包括藍(lán)寶石襯底，低溫GaN緩沖層（或高溫AlN緩沖層），高溫AlN緩沖層（或低溫GaN緩沖層），高溫GaN緩沖層，高溫非摻雜GaN緩沖層，摻雜n型GaN層，多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)MQW層，P型AlGaN層，P型GaN層，P型接觸層。
【IPC分類】H01L33/32, H01L33/00
【公開號】CN204632794
【申請?zhí)枴緾N201520187404
【發(fā)明人】孫海飛
【申請人】山西南燁立碁光電有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月31日