[发明专利]一种照明用氮化镓基发光二极管器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件中发光二极管技术领域，尤其涉及一种照明用氮化镓基发光二极管器件。

背景技术

如文献F.A.Ponce and D.P.Bour，Nitride-based semiconductors for blueand green light-emitting devices，Nature，386(1997)351和文献ShujiNakamura，Gerhard Fasol，“The Blue Laser Diode，--GaN based light emittersand lasers”，Springer-Verlage Berlin Heidelberg，New York，(1997)所述，在徘徊了二十多年之后，GaN基半导体薄膜的生长于二十世纪九十年代初有了飞速的发展。

如文献Shuji Nakamura，et.al.″Candela-class highbrightnessInGaN/AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes，Appl.Phys.Lett.64(13)：1687-89，1994、文献Shuji Nakamura，et.al.″InGaN-based multi-quantum-well-structure laser diodes″，Jpn.J.Appl.Phys.35：L74-76，1996和文献F.Binet，et.al.″Mechanisms of recombination in GaNphotodetectors，Appl.Phys.Lett.69(9)：1202-04，1996所述，随着对P-GaN，InGaN研究的突破，用其化合物研制出了GaN基蓝/绿光LED、GaN基激光二极管(LD)、GaN基紫外探测器等。

尽管GaN基LED已有部分产业化，但仍存在着大量的问题和有待改进的地方。

首先，由于现有n型InGaN的电子密度(10¹⁹/cm³)和迁移率(100cm²/Vs)都远高于p型GaN(10¹⁷/cm³和10cm²/Vs)，所以pn结的耗尽层则基本上是存在于p型GaN一侧，这对以n型InGaN为有源层的发光二极管来说是矛盾的，存在着大量的电子-空穴非辐射复合。因此，二极管的发光效率很低。

其次，必需在低温(600℃-900℃)和氮气(N₂)气氛下生长InGaN有源层，而后继生长p型GaN则需要在高温(1050℃)和氢气(H₂)气氛中进行，这就造成了一个很大的温度切换(约400℃温差)、一个很大的气流扰动(环境气氛切换)和一个大的晶格失配。因此，在二极管中很难形成优质的pn异质结。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种照明用氮化镓基发光二极管器件，以提高二极管的发光效率，在二极管中形成优质的pn异质结。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种照明用氮化镓基发光二极管器件，该二极管器件包括：

n型衬底(2)；

在n型衬底(2)上依次外延生长的n型GaN基化合物(4)和p型InGaN有源层(7)；

在p型InGaN有源层(7)上制备的p型透明电极(9)；和

在n型衬底(2)的背面制备的n型电极(10)。

该二极管器件在所述p型InGaN有源层(7)与p型透明电极(9)之间进一步包括：p型GaN基化合物(5)，该p型GaN基化合物(5)在n型衬底(2)上按照n型GaN基化合物(4)、p型InGaN有源层(7)和p型GaN基化合物(5)的顺序依次外延生长而成，并在p型GaN基化合物

(5)上制备p型透明电极(9)。

该二极管器件在所述p型InGaN有源层(7)与n型GaN基化合物(4)之间进一步包括：n型InGaN有源层(6)，该n型InGaN有源层(6)在n型衬底(2)上按照n型GaN基化合物(4)、n型InGaN有源层(6)、p型InGaN有源层(7)和p型GaN基化合物(5)的顺序依次外延生长而成。