具超晶格電流擴展層的橫向接觸藍光發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】一種橫向接觸藍光LED器件包含設(shè)置在絕緣襯底之上的PAN結(jié)構(gòu)。襯底可為藍寶石襯底，在藍寶石襯底上生長GaN模板層。PAN結(jié)構(gòu)包括n型GaN層、包含銦的發(fā)光有源層以及p型GaN層。n型GaN層具有至少500nm的厚度。低電阻層(LRL)設(shè)置在襯底與PAN結(jié)構(gòu)之間，使得LRL與n型層的底部接觸。在一個范例中，LRL為AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，其方塊電阻小于n型GnA層的方塊電阻。LRL利用在n型GaN層底下橫向傳導(dǎo)電流來減小電流擁擠。LRL通過防止底下GaN模板中的位錯紋路向上延伸進入PAN結(jié)構(gòu)，來減小缺陷密度。
【專利說明】具超晶格電流擴展層的橫向接觸藍光發(fā)光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及橫向接觸的GaN基藍光發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是將電能轉(zhuǎn)換成光的固態(tài)器件。當對相對的摻雜層施加電壓時，從夾置在摻雜層之間的半導(dǎo)體材料的有源層發(fā)出光。許多不同的LED器件結(jié)構(gòu)是由不同材料制成，并具有不同的結(jié)構(gòu)并且以不同方式執(zhí)行。某些發(fā)出激光，某些產(chǎn)生非單色光。某些性能優(yōu)化以適合特定應(yīng)用。某些為高功率器件，其它則不是。某些發(fā)出的光為紅外輻射，而某些發(fā)出各種顏色的可見光，另外某些發(fā)出紫外光。某些制造成本昂貴，而某些則較便宜。針對一般商業(yè)照明應(yīng)用，所謂的“橫向接觸”藍光LED結(jié)構(gòu)常用于高電流密度。這種藍光LED具有包含銦鎵氮的多量子阱(MQW)有源層，發(fā)出例如波長范圍440納米到500納米并且具有大于或等于每平方厘米38安培的平均電流密度的非單色光?？梢蕴峁晒夥弁繉樱晕瞻l(fā)出的部分藍光。熒光粉接著發(fā)熒光以發(fā)出其它波長的光，使得整體LED器件所發(fā)出的光具有較廣的波長范圍。因此尋求這種藍光LED器件的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種橫向接觸藍光LED器件包含設(shè)置在絕緣襯底之上的PAN結(jié)構(gòu)。PAN結(jié)構(gòu)并非用于產(chǎn)生激光的腔，而是包括n型層、發(fā)光有源層以及p型層，用以產(chǎn)生非單色光。這種有源層夾置在兩個相對摻雜層之間的結(jié)構(gòu)稱為“PAN結(jié)構(gòu)”。在一個范例中，絕緣襯底為藍寶石襯底，n型層為厚度至少五百納米的n摻雜氮化鎵層，有源層為包括一定量的銦的多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，并且p型層為p摻雜氮化鎵層。
[0004]在絕緣襯底與上方的PAN結(jié)構(gòu)之間設(shè)置低電阻層(LRL)，使得LRL的頂部邊界部分與PAN結(jié)構(gòu)的n型層的底部邊界部分接觸。在一個范例中，LRL為具有多個周期的超晶格結(jié)構(gòu)，其中至少一個周期包括氮化鋁鎵子層以及氮化鎵子層。相較于上方的PAN結(jié)構(gòu)的n型層，LRL相對更加導(dǎo)電。從LRL的上表面邊界來考慮時，LRL具有方塊電阻。而從n型層的底部表面邊界來考慮時，n型層具有方塊電阻。LRL的方塊電阻小于n型層的方塊電阻。
[0005]藍光LED器件為橫向接觸器件。第一電極設(shè)置在n型層的一部分上，并與n型層的該部分電接觸。而所接觸的n型層位于LRL超晶格層上方。第二電極布置在p型層的一部分上，并與P型層的該部分電接觸。這兩個電極都可從藍光LED器件的頂部觸及。形成反射層，以覆蓋襯底的底部表面。藍光LED器件操作時，電流從第二電極，通過p型層、有源層、向下并橫向通過n型層而到達第一電極，但并不通過絕緣襯底。
[0006]LRL層的第一功能在于有利于橫向電流流過n型層底下。在操作時，特定電流從n型層的一部分向下流入LRL層、橫向通過LRL層，并且往回向上流入n型層的另一部分，并到達第一電極。如此流過LRL層的電流有利于電流擴展并且減少LED器件中的電流擁擠。
[0007]LRL層的第二功能在于減小n型層中以及PAN結(jié)構(gòu)中其它覆蓋層中晶格位錯缺陷的密度。在一個范例中，絕緣襯底為藍寶石襯底，并且在藍寶石襯底上生長氮化鎵模板層。接著在模板層上形成LRL層。由于藍寶石材料與氮化鎵材料之間不同的晶格常數(shù)，生長于藍寶石上的氮化鎵具有晶格位錯缺陷。隨著一層又一層的氮化鎵層形成，這些缺陷重復(fù)出現(xiàn)在每個后續(xù)層中，從而形成所謂的晶格缺陷的“紋路(thread)”。這些紋路從藍寶石向上延伸至氮化鎵界面。這些紋路中的一部分會延伸直到通過氮化鎵模板層。而設(shè)置在氮化鎵模板層上的LRL層中斷這些位錯紋路，使得紋路不會延伸超過LRL層并且進入上方的n型氮化鎵層。因此，PAN結(jié)構(gòu)的n型氮化鎵層不會表現(xiàn)出底下的氮化鎵模板層的較高位錯缺陷密度。n型氮化鎵層中減小的位錯缺陷密度改善了 LED器件的性能。
[0008]進一步的細節(jié)以及實施例和技術(shù)將在以下詳細說明中描述。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不旨在限定本發(fā)明。本發(fā)明由權(quán)利要求限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖例示本發(fā)明的實施例，其中同樣的標記代表同樣的組件。
[0010]圖1是藍光LED器件的俯視圖。
[0011]圖2是圖1的藍光LED器件的簡化截面圖。
[0012]圖3是記載圖1和圖2的藍光LED器件的每一層的成分、結(jié)構(gòu)以及厚度的表。
[0013]圖4是例示圖1和圖2的藍光LED器件的操作的圖示。
[0014]圖5是根據(jù)一個創(chuàng)新方面的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]在此將詳細參考本發(fā)明的某些實施例，附圖例示其范例。在以下描述以及權(quán)利要求中，當?shù)谝粚颖环Q為設(shè)置于第二層“之上”時，應(yīng)理解第一層可直接在第二層上，或者第一和第二層之間可以存在一個或多個介入層。在此使用術(shù)語，例如“之上”、“之下”、“上方”、“下方”、“頂部”、“底部”、“向上”、“向下”、“豎直”以及“橫向”來描述所描述的藍光LED的不同部分之間的相對取向，應(yīng)理解，所描述的整體藍光LED結(jié)構(gòu)實際上可以任何方式在三維空間中取向。
[0016]圖1為根據(jù)一個創(chuàng)新方面的藍光發(fā)光二極管(LED)器件I的俯視圖。藍光LED器件I包括第一電極2以及第二電極3。第一電極2為金屬焊墊。第二電極3包括透明導(dǎo)電層(TCL)4和金屬焊墊5。第二電極覆蓋LED器件I超過百分之七十的表面。由于兩電極的焊墊都設(shè)置在LED結(jié)構(gòu)的同一側(cè)，使得它們在圖1的視圖中看起來相對于彼此橫向排列，因此LED器件I被稱為“橫向接觸” LED器件。金屬焊墊2和5都可從LED器件的頂部觸及。
[0017]圖2為圖1的LED器件I的截面圖。LED器件I的底層為對藍光基本透明的襯底，例如藍寶石襯底6 (Al2O3)。此襯底是電絕緣的。藍寶石襯底6上設(shè)置有n摻雜氮化鎵(n-GaN)模板層7。在本范例中，模板層7的厚度為2000nm。氮化鎵以每立方厘米IxlO18個原子的濃度摻雜n型摻雜劑硅。在其它具體實施例中，模板層7為未摻雜的氮化鎵(U-GaN)。
[0018]模板層7上設(shè)置低電阻層(LRL)8。LRL8被稱為“低電阻”是因為其具有比其上方的n型接觸層低的方塊電阻。本范例中的LRL8為具有五個周期的超晶格結(jié)構(gòu)。五個周期中的每一周期包括相對薄的氮化鋁鎵(AlGaN)子層以及相對厚的氮化鎵(GaN)子層。在一個范例中，氮化鋁鎵子層的厚度小于氮化鎵子層厚度的一半。由出氮化鋁鎵子層中招和鎵的相對濃度。LRL8的每一較薄的氮化招鎵子層應(yīng)變(strained to)至相鄰較厚的氮化鎵層和/或相鄰較厚的氮化鎵子層。如此，氮化鋁鎵子層應(yīng)變至氮化鎵的晶格常數(shù)。在本范例中，第一周期的底部子層為氮化鋁鎵子層，其位于底下的氮化鎵模板層7上并與氮化鎵模板層7接觸。LRL8的材料以每立方厘米IxlO18個原子的濃度摻雜硅。超晶格構(gòu)造為在氮化鎵子層中形成稱為電子氣體(electron gas)的區(qū)域。如本領(lǐng)域理解的,這些電子具有高遷移率。這造成整體LRL8具有所需的低電阻率。根據(jù)從上表面邊界考慮，本范例中LRL8的方塊電阻小于上方的n型層的方塊電阻。
[0019]n型層9設(shè)置于LRL8上。此n型層9為厚度2000nm的n摻雜氮化鎵層。氮化鎵以每立方厘米5xl018個原子的濃度摻雜n型摻雜劑硅。在本范例中，如果從其底部表面邊界考慮，n型層9在室溫下具有每方塊大約十八歐姆的方塊電阻(大于每方塊十五歐姆)。n型層9不可太薄，否則底下LRL超晶格降低電流擁擠的能力將基本退化，因此n型層9的厚度應(yīng)該大于500nm。
[0020]應(yīng)變釋放層10設(shè)置于n型層9上。在本范例中，應(yīng)變釋放層10包括三十個周期，其中每一周期包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層。氮化銦鎵子層的厚度為2nm，并且具有由Ina Cl5Gaa95N給出的銦濃度。氮化鎵子層的厚度為2nm。整個應(yīng)變釋放層10的厚度為120nm。
[0021]有源層11設(shè)置于應(yīng)變釋放層10上。有源層11包括十個周期，其中每一周期包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層。氮化銦鎵子層的厚度為3nm。氮化鎵子層的厚度為10nm。有源層11的總厚度為130nm。
[0022]p型層12設(shè)置于有源層11上。p型層12為均勻摻雜的P型氮化鎵單層。在本范例中，P型層12的上表面并不具有諸如在激光二極管中用來聚焦電流的電流聚焦脊部結(jié)構(gòu)。P型層12的厚度為300nm。氮化鎵整體以每立方厘米IxlO2ci個原子的濃度均勻摻雜p型摻雜劑鎂。n型層9、應(yīng)變釋放層10、有源層11以及p型層12 —起稱為PAN結(jié)構(gòu)。
[0023]如圖2所示，在p型層12上設(shè)置第二電極3的透明導(dǎo)電層(TCL)4。在本范例中，TCL為80nm厚的氧化銦錫(ITO)層。第一電極2的金屬焊墊為厚度340nm的多層金屬結(jié)構(gòu)(T1-Al-N1-Au)。第二電極3的金屬焊墊5為厚度220nm的多層金屬結(jié)構(gòu)(N1-Au)。
[0024]圖3為記載圖1和圖2中的藍光LED器件I的構(gòu)成層的成分、結(jié)構(gòu)以及厚度的表。
[0025]圖4是例示圖1和圖2中的藍光LED器件I的操作的截面圖。當電流從第二電極3流至第一電極2時，電子與空穴在有源層11中復(fù)合，從而發(fā)出非單色光14。LED器件I之所以稱為“藍光” LED器件在于，所發(fā)出的光14具有從大約440nm至大約500nm的波長范圍。光14以許多方向發(fā)出，并且部分光在其離開LED器件時通過p型層12。
[0026]在“橫向接觸”藍光LED結(jié)構(gòu)中，電流應(yīng)以均勻通過有源層的上表面邊界區(qū)域的電流密度向下通過產(chǎn)生光的有源層。一旦電流垂直向下通過有源層，電流通常在返回時聚集成較高的電流密度，并且橫向流過n型層至橫向移位的第一電極。盡管如此，n型層中電流密度的局部峰值應(yīng)該最小化。然而，在實際的LED器件中可能發(fā)生電流擁擠，使得有源層的某些部分中的電流密度顯著高于其它部分。在大電流被迫通過小LED結(jié)構(gòu)的商業(yè)照明應(yīng)用中使用的藍光LED中，流過這些局部電流擁擠區(qū)域的電流可能會大到使所述LED器件故障。如果未導(dǎo)致故障，非期望的局部電流擁擠仍然會降低能夠通過所述LED結(jié)構(gòu)而不會導(dǎo)致故障的最大電流。
[0027]根據(jù)一個創(chuàng)新發(fā)明，LRL8提供的第一功能在于減少覆蓋的層中的電流擁擠和/或降低覆蓋的層中的最大電流密度。相較于上方的n型層9，LRL8是相對導(dǎo)電的。LRL8直接設(shè)置于n型層9下方并與n型層9接觸。因此特定電流橫向通過LRL8，如圖4中概念上以箭頭13所示的。
[0028]在一個范例中，考慮層9/層8界面的方塊電阻時，n型氮化鎵層9的方塊電阻高于LRL8的方塊電阻?？梢砸愿鞣N已知的破壞性、非破壞性、直接以及間接的方法測量此用途的層的方塊電阻。在一個直接且破壞性的方法中，感興趣的層上方的所有LED器件層被磨掉或去除?？衫靡阎幕瘜W機械拋光和蝕刻技術(shù)。然后將感興趣的層的暴露的上表面附接至絕緣襯底，并且將所述感興趣的層下方的所有層磨掉或去除。這樣留下的是與LED器件的所有其它層隔離的感興趣的層，并且將其設(shè)置于絕緣襯底。然后通過探測所述層的暴露的上表面，測量所隔離的層的方塊電阻。在本范例中，當使用此過程時，所測得的厚度大約2000nm的n型氮化鎵層9的方塊電阻超過每方塊十五歐姆，而下方的LRL8的方塊電阻小于層9的方塊電阻。
[0029]LRL8還提供的第二功能在于有利于在生長于藍寶石襯底上的氮化鎵模板上生長低缺陷薄膜。已經(jīng)證實，生長于藍寶石襯底上的氮化鎵外延層是在其上制造GaN基LED的PAN結(jié)構(gòu)的優(yōu)良基礎(chǔ)。生長于藍寶石上的氮化鎵中的晶格位錯密度通常低于每平方厘米5xl08個位錯。因此，藍寶石通常被認為是藍光GaN基LED的優(yōu)選襯底。盡管如此，藍寶石與氮化鎵之間仍存在晶格常數(shù)的差異。因此，在藍寶石襯底上生長氮化鎵模板層時，一些晶格位錯會產(chǎn)生于生長中的氮化鎵。根據(jù)一個創(chuàng)新方面，在LED器件I中提供LRL8導(dǎo)致藍光LED的覆蓋的外延層具有比未提供LRL8低的晶格缺陷密度。LRL8的超晶格并非深UVLED中使用的AlxGahNAlyGahN超晶格，在所述深UV LED中PAN結(jié)構(gòu)的n型層為n摻雜的AlGaN0這種AlxGa^NAlyGahN超晶格如果用于藍光LED，實際上會增加位錯密度。圖1和圖2的藍光LED器件中，n型層9為基本不含鋁的n摻雜氮化鎵。因此LRL8為AlGaN/GaN超晶格。所述超晶格的AlGaN子層應(yīng)變至較厚的氮化鎵層的晶格和/或至較厚的氮化鎵子層的晶格。因此，LRL8的晶格常數(shù)接近匹配下方的氮化鎵模板層7的晶格常數(shù)，從而減小界面處的應(yīng)變，且從而避免缺陷紋路(thread)從模板層7向上繼續(xù)形成。LRL8的超晶格阻止模板層7中的位錯紋路向上延伸進入n型`層9。圖4的參考標記15標示一個這樣的位錯紋路。這一位錯紋路15從襯底至模板的界面16向上延伸，但是由LRL8終止。之后在LRL8上生長LED的外延層時，例如n型層9，則外延層不包含同一紋路15的延續(xù)部分。
[0030]圖5為方法100的流程圖。在藍寶石襯底層上方提供(步驟101)低電阻層(LRL)。在一個范例中，LRL為具有多個周期的超晶格結(jié)構(gòu)。至少一個周期包括氮化鋁鎵子層以及氮化鎵子層。氮化鋁鎵子層應(yīng)變至氮化鎵晶格。從其上表面邊界考慮時，LRL的方塊電阻小于上方的n型層的方塊電阻。在一個范例中，此LRL為圖2的LRL8并且上方的n型層為圖2的層9。
[0031]在LRL上提供(步驟102)n型氮化鎵層并與LRL接觸。這一 n型氮化鎵層至少五百納米厚。而從其下表面邊界考慮，n型氮化鎵層具有一大于每方塊十五歐姆的方塊電阻。在一個范例中，此n型氮化鎵層為圖2的層9。
[0032]在n型氮化鎵層上提供有源層(步驟103)。在一個范例中，有源層為圖2的層11，其是包含氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層的多量子阱結(jié)構(gòu)。在一個范例中，有源層與下方的n型氮化鎵層之間設(shè)置應(yīng)變釋放層。在另一范例中，不存在介入的應(yīng)變釋放層。
[0033]在有源層上提供p型氮化鎵層(步驟104)。在一個范例中，p型氮化鎵層為圖2的層12。
[0034]提供第一電極(步驟105)。第一電極設(shè)置在n型氮化鎵層的至少一部分上并且與n型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸。在一個范例中，第一電極為圖2的電極2。
[0035]提供第二電極(步驟106)。第二電極設(shè)置在p型氮化鎵層的至少一部分上并且與P型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸。在一個范例中，第二電極為圖2的電極3。形成反射層，以覆蓋襯底的底部表面。在操作上，電流從第二電極，通過P型氮化鎵層、有源層、n型氮化鎵層并且到達第一電極，使得LED器件發(fā)出非單色藍光。特定電流從n型氮化鎵層向下流動，橫向通過LRL，并且向上流入n型氮化鎵層，并到達第一電極。
[0036]通過將LED器件銷售給其它實體，或通過提供或運輸LED器件給其它實體，可同時完成方法100的步驟101-106。通過在制造LED器件時順序地執(zhí)行步驟101-106也可完成方法100。LED器件的范例是圖1和圖2的LED器件I。
[0037]雖然以上出于指導(dǎo)目的描述了特定具體實施例，但是本專利文件的教導(dǎo)具有一般適用性，并且不限于上述的特定具體實施例。LRL可以以許多不同的合適方式來制造。在一個范例中，LRL包含許多周期，其中每一周期包括第一氮化鋁鎵層以及第二氮化鋁鎵層，其中兩個子層內(nèi)的鋁濃度彼此不同。兩個子層的成分由AlxGahNAlyGanN給出，其中x和y為不同的非零數(shù)。雖然上面已經(jīng)描述其中LRL的氮化鋁鎵以及氮化鎵子層具有不同厚度的特定范例，但是在其它范例中子層具有基本相同的厚度。在AlGaN/GaN或AlGaN/AlGaN超晶格中，含鋁的一個子層內(nèi)的鋁濃度可以分級。LRL可以是AlInN/GaN超晶格。LRL可以是每一周期包含三個子層的AlGaN/AlGaN/GaN超晶格。
[0038]雖然以上以LRL設(shè)置在藍寶石襯底與上方的n型氮化鎵層之間來描述藍光LED，但是襯底并不必需為藍寶石，而可以是另一合適的絕緣襯底或另一合適的導(dǎo)電襯底。在所有范例中模板層并不必需為n型氮化鎵，而是可以為另一合適的模板材料。例如，氮化鋁模板層可用于硅襯底上并與硅襯底接觸。因此，在不偏離權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，可實施所描述的實施例的各種特征的各種修改、調(diào)整以及組合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)出非單色光的發(fā)光二極管(LED)器件，所述LED器件包括: 襯底層； 低電阻層，設(shè)置在所述襯底層之上，其中所述低電阻層包括多個周期，并且其中所述低電阻層的至少一個周期包含氮化鋁鎵子層以及氮化鎵子層； n型層，設(shè)置在所述低電阻層之上并與所述低電阻層接觸，并且其中所述n型層具有大于至少五百納米的厚度； 有源層，設(shè)置在所述n型層之上，其中所述有源層包括多個周期，并且其中所述有源層的至少一個周期包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層； P型層，設(shè)置在所述有源層之上； 第一電極，設(shè)置在所述n型層的至少一部分上并與所述n型層的所述至少一部分電接觸；以及 第二電極，設(shè)置在所述P型層的至少一部分上并與所述P型層的所述至少一部分電接觸，并且其中所述第一電極與所述第二電極之間的電流使所述非單色光發(fā)出并且通過所述P層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，其中，所述低電阻層具有方塊電阻，其中所述n型層具有方塊電阻，并且其中所述低電阻層的方塊電阻小于所述n型層的方塊電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，其中，所述低電阻層的所述至少一個周期的所述氮化鋁鎵子層應(yīng)變至所述低電阻層的氮化鎵子層。`
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED器件，其中，所述低電阻層的所述至少一個周期的所述氮化鋁鎵子層的厚度小于所述低電阻層的所述至少一個周期的所述氮化鎵子層的厚度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED器件，其中，所述至少一個周期的所述氮化鋁鎵子層具有一厚度，其中所述低電阻層的所述至少一個周期的所述氮化鎵子層具有一厚度，并且其中所述至少一個周期的所述氮化鎵子層的厚度與所述至少一個周期的所述氮化鎵子層的厚度基本相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，還包括: 超晶格層，設(shè)置在所述n型層與所述有源層之間，其中所述超晶格層包括多個周期，其中所述超晶格層的至少一個周期包括具有第一銦濃度的第一氮化銦鎵子層，并且包括具有第二銦濃度的第二氮化銦鎵子層，并且其中所述第一銦濃度不同于所述第二銦濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，還包括: 超晶格層，設(shè)置在所述n型層與所述有源層之間，其中所述超晶格層包括多個周期，其中所述超晶格層的至少一個周期包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，其中，所述襯底層是對于藍光基本透明的絕緣襯底層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，其中，所述襯底層為藍寶石層，并且其中所述LED器件還包括: 模板層，設(shè)置在所述襯底層與所述低電阻層之間，其中所述模板層是一層選自由以下構(gòu)成的組的材料:未摻雜氮化鎵以及n型氮化鎵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED器件，其中，所述第二電極包括透明導(dǎo)電層以及金屬焊墊。
11.一種用于發(fā)出非單色光的發(fā)光二極管(LED)器件，所述LED器件包括: 藍寶石襯底層； 低電阻層，設(shè)置在所述襯底層之上，其中所述低電阻層具有方塊電阻，其中所述低電阻層包括多個周期，并且其中至少一個周期包括氮化鎵子層； n型層，設(shè)置在所述低電阻層之上并與所述低電阻層接觸，其中所述n型層具有至少五百納米的厚度，其中所述n型層的方塊電阻高于所述低電阻層的方塊電阻； 有源層，設(shè)置在所述n型層之上，其中所述有源層包括多個周期，并且其中所述有源層的至少一個周期包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層； P型層，設(shè)置在所述有源層之上； 第一電極，設(shè)置在所述n型層的至少一部分上并與所述n型層的所述至少一部分電接觸；以及 第二電極，電設(shè)置在所述P型層的至少一部分上并與所述P型層的所述至少一部分電接觸，并且其中所述第一電極與所述第二電極之間的電流使所述非單色光發(fā)出，使得至少部分所述光通過所述P型層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED器件，還包括: 設(shè)置在所述n型層與所述有源層之間的應(yīng)變釋放層。
13.—種方法,包括: 在藍寶石襯底層之上提供低電阻層，其中所述低電阻層包括多個周期，其中至少一個周期包括氮化鎵子層以及氮化鋁鎵子層； 在所述低電阻層上提供n型氮化鎵層并且所述n型氮化鎵層與所述低電阻層接觸，其中所述n型氮化鎵層具有至少五百納米的厚度，并且其中所述n型氮化鎵層的方塊電阻大于所述低電阻層的方塊電阻； 在所述n型氮化鎵層之上提供包含銦的有源層； 在所述有源層之上提供P型氮化鎵層； 提供第一電極，所述第一電極設(shè)置在所述n型氮化鎵層的至少一部分上并與所述n型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸；以及 提供第二電極，所述第二電極設(shè)置在所述P型氮化鎵層的至少一部分上并與所述P型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸，從而在所述第一電極與所述第二電極之間傳導(dǎo)電流將使非單色光從所述有源層發(fā)出，使得至少部分所述光通過所述P型氮化鎵層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述低電阻層的方塊電阻在室溫下小于每方塊十五歐姆，并且其中所述n型氮化鎵層的方塊電阻在室溫下大于每方塊十五歐姆。
15.一種用于發(fā)出非單色光的發(fā)光二極管(LED)器件，所述LED器件包括: 襯底層； n型氮化鎵層，具有至少五百納米的厚度； 有源層，設(shè)置在所述n型氮化鎵層之上，其中所述有源層包括多個周期，并且其中所述有源層的至少一個周期包括一定量的銦； P型氮化鎵層，設(shè)置在所述有源層之上； 第一電極，設(shè)置在所述n型氮化鎵層的至少一部分上；第二電極，設(shè)置在所述P型氮化鎵層的至少一部分上，使得所述第一電極與所述第二電極之間的電流將使所述非單色光發(fā)出并且通過所述P型氮化鎵層；以及 用于擴展電流的模塊，其中所述模塊的方塊電阻小于所述n型氮化鎵層的方塊電阻，并且其中所述模塊與所述n型氮化鎵層接觸并且設(shè)置在所述襯底層與所述n型氮化鎵層之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED器件，其中，所述襯底層為藍寶石襯底層，其中用于擴展電流的所述模塊設(shè)置在氮化鎵模板層上并與所述氮化鎵模板層接觸，并且其中所述氮化鎵模板層設(shè)置在所述襯底層上并與所述襯底層接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的LED器件，其中，用于擴展電流的所述模塊包括: 氮化鎵子層；以及 氮化鋁鎵子層，其接觸并應(yīng)變至所述氮化鎵子層，其中所述氮化鋁鎵子層的厚度小于所述氮化鎵子層的厚度的一半。
18.一種用于發(fā)出非單色光的發(fā)光二極管(LED)器件，所述LED器件包括: 藍寶石襯底層； 超晶格層，設(shè)置在所述藍寶石襯底層之上，其中所述超晶格層包括多個周期，并且其中所述低電阻層的至少一個周期包括氮化鋁鎵子層以及氮化鎵子層； n型氮化鎵層，設(shè)置在所述超晶格層之上并與所述超晶格層接觸，并且其中所述n型氮化鎵層具有大于至少五百納米的厚度； 有源層，設(shè)置在所述n型氮化鎵層之上，其中所述有源層包括多個周期，并且其中所述有源層的至少一個周期 包括氮化銦鎵子層以及氮化鎵子層； P型氮化鎵層，設(shè)置在所述有源層之上； 第一電極，設(shè)置在所述n型氮化鎵層的至少一部分上并與所述n型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸；以及 第二電極，設(shè)置在所述P型氮化鎵層的至少一部分上并與所述P型氮化鎵層的所述至少一部分電接觸，并且其中所述第一電極與所述第二電極之間的電流使所述非單色光從所述LED器件發(fā)出。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的LED器件，其中，所述超晶格層設(shè)置在氮化鎵模板層上并與所述氮化鎵模板層接觸，并且其中所述氮化鎵模板層設(shè)置在所述藍寶石襯底層上并與所述藍寶石襯底層接觸。
【文檔編號】H01L33/32GK103430331SQ201280012183
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】陳振, W·芬威克, S·萊斯特 申請人:東芝技術(shù)中心有限公司