[实用新型]一种ZnO衬底外延结构以及含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体照明技术领域，具体地说，涉及一种ZnO衬底外延结构，以及包含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构。 

背景技术

白光LED具有节能、环保、寿命长、可以工作在高速状态等诸多优点，其用途越来越广，政府正大力推广。目前，通常采用蓝光LED激发非透明的黄色荧光粉通过波长转换来制作白光LED，由于蓝光LED持续点亮会造成温度升高，波长转换材料会发生退化，蓝光芯片发出的光通过黄色荧光粉时会发生散射吸收等现象，使得出光效率不高，同时由于黄色荧光粉涂覆厚度的不均匀也会带来黄色光圈、蓝色光斑、白光色温不一致等问题，由此使得用蓝光LED激发黄色荧光粉生产的白光LED显色性差、稳定性差。 

如何提高现有的白光LED的显色性能和稳定性正成为当今大家最为关心的问题。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现状提供一种显色性好、稳定性好的ZnO衬底外延结构以及包含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构。 

为解决上述关于ZnO衬底外延结构的技术问题，本实用新型的技术方案是：一种ZnO衬底外延结构，包括外延片，所述外延片包括从下至上依次设置的ZnO衬底、GaN过渡层、第一N-GaN接触层、In_0.2Ga_0.8N/GaN多量子阱发光层、第一P-GaN接触层、N-GaN级联层、第二N-GaN接触层、In_0.49Ga_0.51N/GaN多量子阱发光层和第二P-GaN接触层。 

作为优选，所述ZnO衬底的厚度为50～200um。 

作为优选，所述GaN过渡层的厚度为10～100nm。 

作为优选，所述第一N-GaN接触层、第二N-GaN接触层的厚度均为200～1000nm。 

作为优选，所述In_0.2Ga_0.8N/GaN多量子阱发光层的厚度为1000～10000nm。 

作为优选，所述第一P-GaN接触层、第二P-GaN接触层的厚度均为80～600nm。 

作为优选，所述N-GaN级联层的厚度为100～1000nm。 

作为优选，所述In_0.49Ga_0.51N/GaN多量子阱发光层的厚度为1000～10000nm。 

为解决上述关于ZnO衬底芯片结构的技术问题，本实用新型的技术方案是：一种ZnO衬底芯片结构，包括以上所述的外延片；在所述外延片的第二P-GaN接触层上设置有P电极，在第一N-GaN接触层上设置有N电极。 

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：由于本实用新型的ZnO衬底外延结构是在同一块ZnO衬底上分别生长同时掺杂Si和Zn的In_0.2Ga_0.8N/GaN多量子阱发光层和In_0.49Ga_0.51N/GaN多量子阱发光层来得到白光。在500～560nm之间，可以得到宽带波长的施主-受主对，Si和Zn会发生施主-受主对相关的宽带辐射，而InGaN多量子阱LED发生带边辐射，二者结合就会产生白光。这种掺杂Si和Zn的In_xGa_1-xN-GaN多量子阱LED的场致发光光谱与荧光粉转换得到的白光LED的光谱非常相似。经过测量，其色温为6300K，色坐标为（0.316，0.312）。由于本实用新型的ZnO衬底外延结构以及包含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构不用涂覆荧光粉，因此从根本上摆脱了荧光粉的束缚，其发光质量好、显色性好、稳定性好，提高了工作稳定性和使用寿命，减少了封装工序，可以使从白光LED的外延、芯片、封装、应用整个产业链的生产工艺简化，生产效率高，适于大批量生产。 

ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在室温下，氧化锌的能带隙约为3.3eV。高能带隙为ZnO带来击穿电压高、维持电场能力强、电子噪声小、可承受功率高等优点。而相对于能带隙同样很高的通常采用的氮化镓材料，ZnO具有更大的激子结合能（室温下约60meV），因而发光亮度更高。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明： 

图1是本实用新型实施例中的外延结构示意图； 

图2是本实用新型实施例中的芯片结构示意图；