[发明专利]一种LED外延片结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED半导体电子器件，尤其涉及一种LED外延片结构。

背景技术

半导体作为光电子产业的基础，对光电子产业的发展具有极大的影响。而半导体电子器件在社会生产实践中所发挥的作用越来越大，发展也越来越快，其中，GaN基半导体被称为继第一代Si和第二代GaAs的第三代半导体材料。所述第三代半导体材料具有禁带宽度大、电子漂移速度快、介电常数小、导热性能好等优点，但是随着第三代半导体光电子器件技术的日益成熟，有待攻克的难题越发显得困难重重。

现今，固态光电子器件的主流结构依然是以电学驱动和外延薄膜P-N异质结来实现各种光电功能。从电学驱动方面来说，其依然是追求更高的点注入和输出效率，进而提高光电（电光）转换效率，而这就直接涉及到两种重要的结构材料研究，一是P、N电导层的开发和性能的提升，另一则是电极材料的研发及其与电导层的接触匹配。

目前，对于电极材料与电导层之间的接触匹配，由于LED的P型层与电极材料之间不能形成欧姆接触，却形成了阻挡层，这极大地影响了电子和空穴的迁移，大大降低光电转换效率。虽然，当前已采用了在P型层上镀一层ITO（氧化铟锡）的方式来进行改善，但是也不能从根本上解决欧姆接触的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种LED外延片结构，从根本上解决电极材料与P型电导层之间的接触匹配问题。

本发明所采用的技术方案是：一种LED外延片结构，包括从下至上依次设置的第二衬底、第四本征半导体层、第二N型GaN层、第二P型GaN层、第五本征半导体层、第二量子阱层、第六本征半导体层以及第三N型GaN层。

进一步，所述第二衬底为蓝宝石衬底。

进一步，所述第二衬底的上表面与第四本征半导体层的下表面之间设置有粗糙层。

进一步，所述第四本征半导体层的生长温度为1050℃，所述第四本征半导体层的生长时间为15分钟。

进一步，所述第二N型GaN层的厚度为2.3微米~2.6微米。

进一步，所述第二N型GaN层的生长温度为1050℃，所述第二N型GaN层的生长时间为60分钟。

进一步，所述第二P型GaN层的生长温度为950℃，所述第二P型GaN层的生长时间为15分钟。

进一步，所述第五本征半导体层的生长温度为1000℃，所述第五本征半导体层的生长时间为15分钟。

进一步，所述第六本征半导体层的生长温度为900℃，所述第六本征半导体层的生长时间为15分钟。

进一步，所述第三N型GaN层的生长温度为1000℃，所述第三N型GaN层的生长时间为20分钟。

本发明的有益效果是：本发明的LED外延片结构包括有从下至上依次设置的第二衬底、第四本征半导体层、第二N型GaN层、第二P型GaN层、第五本征半导体层、第二量子阱层、第六本征半导体层以及第三N型GaN层，由此可见，本发明的LED外延片结构将P型GaN层置于外延片的内部，并且使其与设置在其下方的N型GaN层的界面形成隧道结，这样则能避免金属电极和P型GaN层的接触，而且加电场后使载流子反向隧道击穿，形成隧道电流，促进了电子和空穴的迁移，从而提高了光电转换效率。

附图说明

图1是传统LED外延片结构的示意图；

图2是针对传统LED外延片中P型半导体与金属接触后界面的能带示意图；

图3是本发明一种LED外延片结构的示意图。

1、第二衬底；2、第四本征半导体层；3、第二N型GaN层；4、第二P型GaN层；5、第五本征半导体层；6、第二量子阱层；7、第六本征半导体层；8、第三N型GaN型。

具体实施方式