[发明专利]一种LED外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED外延结构。

背景技术

近年来，Ⅲ族氮化物半导体材料（AlN、GaN和InN）由于其较宽的直接带隙、良好的热学和化学稳定性而在固态照明、固体激光器、光信息存储、紫外探测器等微电子及光电子器件方面具有显著的优势，并在近几年的研究和应用中取得了突破性的进展，特别是在能源供给和环境污染问题的背景下，半导体照明光源作为一种具有高效、节能、环保、长寿命、易维护等显著特性的器件，吸引了全世界的目光。

外延结构的生长是LED芯片的关键技术，而怎样提高二极管的发光效率，是外延结构生长的一个重要难点。目前市场上大部分GaN基LED都是侧向结构，都存在电流密度分布不均的问题，导致LED发光区域没有得到充分利用，其结构如图1所示，电流密度分布不均，会影响边角发光区域得不到充分利用，降低发光二极管的发光效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能有效解决LED电流密度分布不均的问题，能大大提高LED发光效率的LED外延结构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种LED外延结构，包括依次层叠的衬底、过渡层、u型氮化镓层、n型氮化镓层、多量子阱层、p型氮化镓层、ITO掺锡氧化铟层、p型电极和形成于n型氮化镓层上的n型电极，还包括p型接触层，所述p型接触层介于p型氮化镓层和ITO掺锡氧化铟层之间，呈锲型结构，且p型接触层的空穴浓度渐变，靠近p型氮化镓层的一测空穴浓度高，远离p型氮化镓层一侧空穴浓度低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述p型接触层由掺杂Mg或Be的Al_yIn_xGa_1-x-yN的半导体层构成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y＜1。

进一步，所述p型接触层的掺杂浓度由下至上依次呈渐变型，靠近p型氮化镓层的一测浓度高，远离p型氮化镓层的一侧浓度低。

进一步，所述p型接触层掺杂的浓度范围为1*10¹⁷/cm³～9*10²²/cm³。

进一步，所述p型接触层被刻腐蚀前的厚度取值范围为0.01～100μm。

本发明的有益效果是：本发明通过插入p型接触层，且p型接触层为锲型结构，使其等效电阻呈渐变趋势，这使得在电流注入时，由于p型接触层的电阻不同，可以有效的均衡各区域电流密度，充分利用发光层的空穴-电子有效复合区域，提高LED的整体发光效率；本发明所述LED外延结构具有结构简单、制作方便等优点，相对传统结构，能较大地提高强LED的发光效率与信赖性。

附图说明

图1为现有LED外延结构及其电流分布密度的示意图；

图2为本发明所述LED外延结构及其电流分布密度的示意图；

图3、4、5、6为本发明LED外延结构生长过程的中间结构的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、衬底，2、过渡层，3、u型氮化镓层，4、n型氮化镓层，5、多量子阱层，6、p型氮化镓层，7、ITO掺锡氧化铟层，8、p型电极，9、n型电极，10、p型接触层，11、光刻胶，12、掩膜板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2所示，一种LED外延结构，包括依次层叠的衬底1、过渡层2、u型氮化镓层3、n型氮化镓层4、多量子阱层5、p型氮化镓层6、ITO掺锡氧化铟层7、p型电极8和形成于n型氮化镓层上的n型电极9，还包括p型接触层10，所述p型接触层10介于p型氮化镓层6和ITO掺锡氧化铟层7之间，呈锲型结构，且p型接触层10的空穴浓度渐变，靠近p型氮化镓层6的一测空穴浓度高，远离p型氮化镓层6一侧空穴浓度低。

其中，所述p型接触层10由掺杂Mg或Be的Al_yIn_xGa_1-x-yN的半导体层构成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y＜1。

其中，所述p型接触层10的掺杂浓度由下至上依次呈渐变型，靠近p型氮化镓层的一测浓度高，远离p型氮化镓层的一侧浓度低。