[发明专利]一种具有N型电流拓展层的发光二极管外延结构

说明书

本发明公开了一种具有N型电流拓展层结构的发光二极管外延结构，包括由下耳上生长的衬底、缓冲层、U型半导体层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，N型半导体层包括由下而上生长的N型半导体层一、N型电流拓展层、N型半导体层二，N型电流拓展层包括由下而上生长的轻掺杂Si的Al_xGa_1‑xN层、超重掺杂Si的N型GaN层、低掺杂Si的Al_xIn_yGa_(1‑x‑y)N/GaN超晶格层。通过加入轻掺杂Si的Al_xGa_1‑xN层，使此层中Al的高能级的屏障作用约束电子的流动方向，促使其横向扩展。解决了N型半导体层在做芯片电极的存在电流扩展不足，电压偏高，漏电偏大的问题。起到了增加电流扩展，降低电压的效果。

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，特别涉及一种具有新型复合电子阻挡层的发光二极管及其制备方法。

背景技术

由于发光二极管提升节能环保，可灵巧设计，长寿命等优势，近年来得到迅速发展。 尤其是III-V族氮化物的半导体LED技术在蓝光领域的成功，直接推动了LED照明进入千家万户。现有技术的发光二极管芯片结构为：由下而上生长的衬底、缓冲层、U型半导体、N型半导体、有源层和P型半导体。在外加电场的作用下，电子与空洞复合，但电流从N电极流向 P电极时会偏向较近的路线，这样会造成部分电流密度过大，进而形成电流拥挤现象，整个外延层电流分布不均匀，造成LED 的正向工作电压偏高，发光效率偏低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有N型电流拓展层的发光二极管外延结构，在N型半导体结构的中间增加了N型电流扩展层结构，使外延层电流分布更均匀，解决了N型半导体层在做芯片电极的存在电流扩展不足，电压偏高，漏电偏大的问题。起到了增加电流扩展，降低电压和改善反向漏电的效果，提升亮度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种具有N型电流拓展层的发光二极管外延结构，包括由下而上生长的衬底（10）、缓冲层（20）、U型半导体层（30）、N型半导体层、有源层（50）和P型半导体层（60），所述N型半导体层包括由下而上生长的N型半导体层一（41）、N型电流拓展层（70）、N型半导体层二（42），所述N型电流拓展层（70）包括由下而上生长的轻掺杂Si的Al_xGa_1-xN层（71）、超重掺杂Si的N型GaN层（72）、低掺杂Si的Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格层（73）；其中，Al_xGa_1-xN层（71）中，其中，0.05x0.2；Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格层（73）中，其中，0.05x0.2， 0.02y0.2。

进一步的：所述Al_xIn_yGa_(1-x-y)N/GaN超晶格层包括循环叠加的Al_xIn_yGa_(1-x-y)N子层和GaN子层。

进一步的：所述Al_xGa_1-xN层厚度为20nm~50nm，掺杂Al浓度范围为2E03cm^-3~4E04cm^-3，Al组分范围为0.05x0.2，掺杂Si的浓度范围为5E18cm^-3~2E19cm^-3。

进一步的：所述N型GaN层的厚度为200nm~500nm，Si掺杂的范围为1E20 cm^-3~1E21cm^-3。