[发明专利]一种LED外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED外延结构，属于半导体光电子技术领域。

背景技术

大功率LED主要用在铁路照明、道路照明、井下照明，正在向民用照明发展，其节能环保效果显著。现有大功率蓝光LED的外延结构如图1所示，是在衬片层1的上面自下至上依次设有蓝宝石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、InGaN/GaN发光层5、P+GaN接触6、Ni/Au透明导电层7。该外延结构由于GaN与其衬底蓝宝石的晶格失配度相当大，也就是GaN与蓝宝石AI₂O₃晶格不匹配，所以在蓝宝石上生长GaN容易造成大量的晶格缺陷，而这些缺陷过多就会造成p-n结发生隧道击穿，从而大大降低器件抗静电能力，容易导致器件失效，影响其性能参数，导致这种外延结构做出的成管容易损害，其最大饱和电流每平方厘米500A，最大饱和电流太小，不能满足单颗3W/5W照明的要求。

发明内容

本发明针对现有大功率蓝光LED的外延结构造成抗静电能力差、最大饱和电流太小的问题，提供一种适合大批量生产、抗静电能力强、饱和电流可超过每平方厘米2000A、可作为照明光源的大功率紫外光LED外延结构。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种LED外延结构，包括衬片层1、金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。

在衬片层1的上面自下至上依次为金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。

所述的衬底层为金刚石。

所述的透明导电层为Si/Ni/Be/Au透明导电层。

所述的金刚石衬底层的厚度为50-200um。

有益效果：该LED外延结构具有两大特点：(1)即使接通大电流发光效率仍继续增加，(2)耐高温。比如即使通过直径为120μm的电极接通电流密度超过每平方厘米2000A的电流，发光效率也不会达到饱和，而是继续升高。目前，使用竞争材料AlGaN类半导体的深紫外LED的工作电流密度最大约为每平方厘米500A。以下表格中的数据表现了两种不同外延结构的最大饱和电流比较：