專利名稱：具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，尤其是一種具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)及相關(guān)技術(shù)的增長(zhǎng)，以LED作為發(fā)光光源的產(chǎn)品正逐漸擴(kuò)大其市場(chǎng)占有率，有逐步取代白熾燈和日光節(jié)能燈等傳統(tǒng)光源的趨勢(shì)。但若想真正達(dá)到用戶的首先光源及發(fā)光器件，還需要各企業(yè)及研發(fā)人員在提升發(fā)光效率及降低成本上繼續(xù)努力。到目前為止，已有方法解決了部分因發(fā)光二級(jí)管全反射以及媒質(zhì)自吸收技術(shù)帶來的光損耗問題，但有關(guān)外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)不良所導(dǎo)致的光損耗的解決方法卻鮮見報(bào)道。目前LED外延生長(zhǎng)包括在襯底材料上依次生成半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，常見基本半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括緩沖層、N型化合物半導(dǎo)體材料層、有源層和P型化合物半導(dǎo)體材料層。單一外延結(jié)構(gòu)中的P型化合物結(jié)構(gòu)層對(duì)于阻擋電子溢出的效果也是有限的，因此，迫切需要以對(duì)現(xiàn)有外延結(jié)構(gòu)的改善來提高有源層的電子復(fù)合率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，提高發(fā)光亮度及發(fā)光效率，工藝方便，安全可靠。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，包括襯底及生長(zhǎng)于所述襯底上的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)于襯底上的緩沖層，所述緩沖層上生長(zhǎng)有N型化合物半導(dǎo)體材料層，所述N型化合物半導(dǎo)體材料層上生長(zhǎng)有有源層；所述有源層上生長(zhǎng)有電子溢出阻擋層，所述電子溢出阻擋層上生長(zhǎng)P型化合物半導(dǎo)體材料層。所述電子溢出阻擋層的厚度為10nnT200nm。所述電子溢出阻擋層為無摻雜的AlGaN和GaN形成的超晶格結(jié)構(gòu)層。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):通過電子溢出阻擋層與P型化合物半導(dǎo)體材料層共同阻擋電子的溢出，增加有源區(qū)的復(fù)合電子數(shù)量，從而有效地提高制備得到發(fā)光器件的發(fā)光效率，提高LED芯片的發(fā)光亮度及發(fā)光效率，與現(xiàn)有工藝兼容，工藝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:1_襯底、2-緩沖層、3-N型化合物半導(dǎo)體材料層、4-有源層、5-電子溢出阻擋層及6-P型化合物半導(dǎo)體材料層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0012]如圖1所示:為了能夠提高發(fā)光亮度及發(fā)光效率，本實(shí)用新型包括襯底I及生長(zhǎng)于所述襯底I上的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)于襯底I上的緩沖層2，所述緩沖層2上生長(zhǎng)有N型化合物半導(dǎo)體材料層3，所述N型化合物半導(dǎo)體材料層3上生長(zhǎng)有有源層4 ;所述有源層4上生長(zhǎng)有電子溢出阻擋層5，所述電子溢出阻擋層5上生長(zhǎng)P型化合物半導(dǎo)體材料層6。具體地，襯底I的材料可以選用藍(lán)寶石、氮化鎵等采用的材料，N型化合物半導(dǎo)體材料層3為N導(dǎo)電類型GaN層，P型化合物半導(dǎo)體材料層6為P導(dǎo)電類型GaN層。電子溢出阻擋層5的厚度為10nnT200nm,且所述電子溢出阻擋層5為無摻雜的AlGaN及GaN形成的超晶格結(jié)構(gòu)層。所述超晶格結(jié)構(gòu)層生長(zhǎng)使用Al源、Ga源及生長(zhǎng)所用其它氣體。其中Al的摻雜濃度控制在59Γ30%之間，生長(zhǎng)總厚度控制在10納米 200納米之間的范圍內(nèi)，所述超晶格結(jié)構(gòu)層的生長(zhǎng)工藝條件包括氫氣O 100升，氮?dú)?0 150升；氨氣5 100升，生長(zhǎng)壓力在100 500 Torr,生長(zhǎng)溫度在500 1000之間。Ga源的摻雜濃度與超晶格結(jié)構(gòu)層的生長(zhǎng)總
厚度相關(guān)。本實(shí)用新型在襯底I上生在的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)可以采用常用的金屬有機(jī)化合物氣相外延設(shè)備即可生長(zhǎng)得到，所述外延結(jié)構(gòu)適用于藍(lán)光、白光以及紫外外延片的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過電子溢出阻擋層5與P型化合物半導(dǎo)體材料層6共同阻擋電子的溢出，增加有源區(qū)4的復(fù) 合電子數(shù)量，從而有效地提高制備得到發(fā)光器件的發(fā)光效率，提高LED芯片的發(fā)光亮度及發(fā)光效率，與現(xiàn)有工藝兼容，工藝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
權(quán)利要求1.一種具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，包括襯底(I)及生長(zhǎng)于所述襯底(I)上的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)于襯底(I)上的緩沖層(2)，所述緩沖層(2)上生長(zhǎng)有N型化合物半導(dǎo)體材料層(3)，所述N型化合物半導(dǎo)體材料層(3)上生長(zhǎng)有有源層(4);其特征是:所述有源層(4)上生長(zhǎng)有電子溢出阻擋層(5)，所述電子溢出阻擋層(5)上生長(zhǎng)P型化合物半導(dǎo)體材料層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是:所述電子溢出阻擋層(5)的厚度為10nnT200nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是:所述電子溢出阻擋層(5)為無摻雜的AlGaN和GaN形成的超晶格結(jié)構(gòu)層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，所述具有高亮度高發(fā)光效率的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，包括襯底及生長(zhǎng)于所述襯底上的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)于襯底上的緩沖層，所述緩沖層上生長(zhǎng)有N型化合物半導(dǎo)體材料層，所述N型化合物半導(dǎo)體材料層上生長(zhǎng)有有源層；所述有源層上生長(zhǎng)有電子溢出阻擋層，所述電子溢出阻擋層上生長(zhǎng)P型化合物半導(dǎo)體材料層。本實(shí)用新型通過電子溢出阻擋層與P型化合物半導(dǎo)體材料層共同阻擋電子的溢出，增加有源區(qū)的復(fù)合電子數(shù)量，從而有效地提高制備得到發(fā)光器件的發(fā)光效率，提高LED芯片的發(fā)光亮度及發(fā)光效率，與現(xiàn)有工藝兼容，工藝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
文檔編號(hào)H01L33/12GK202957283SQ201220651700
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者鐘玉煌, 郭文平 申請(qǐng)人:江蘇新廣聯(lián)科技股份有限公司