具有高亮度高發光效率的外延生長結構的製作方法

2023-05-21 19:37:31

專利名稱：具有高亮度高發光效率的外延生長結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種外延生長結構，尤其是一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，屬於半導體外延結構的技術領域。
背景技術：
近年來，由於價格優勢及相關技術的增長，以LED作為發光光源的產品正逐漸擴大其市場佔有率，有逐步取代白熾燈和日光節能燈等傳統光源的趨勢。但若想真正達到用戶的首先光源及發光器件，還需要各企業及研發人員在提升發光效率及降低成本上繼續努力。到目前為止，已有方法解決了部分因發光二級管全反射以及媒質自吸收技術帶來的光損耗問題，但有關外延生長結構不良所導致的光損耗的解決方法卻鮮見報導。目前LED外延生長包括在襯底材料上依次生成半導體發光結構，常見基本半導體發光結構包括緩衝層、N型化合物半導體材料層、有源層和P型化合物半導體材料層。單一外延結構中的P型化合物結構層對於阻擋電子溢出的效果也是有限的，因此，迫切需要以對現有外延結構的改善來提高有源層的電子複合率。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，其結構緊湊，提高發光亮度及發光效率，工藝方便，安全可靠。按照本實用新型提供的技術方案，所述具有高亮度高發光效率的外延生長結構，包括襯底及生長於所述襯底上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長於襯底上的緩衝層，所述緩衝層上生長有N型化合物半導體材料層，所述N型化合物半導體材料層上生長有有源層；所述有源層上生長有電子溢出阻擋層，所述電子溢出阻擋層上生長P型化合物半導體材料層。所述電子溢出阻擋層的厚度為10nnT200nm。所述電子溢出阻擋層為無摻雜的AlGaN和GaN形成的超晶格結構層。本實用新型的優點:通過電子溢出阻擋層與P型化合物半導體材料層共同阻擋電子的溢出，增加有源區的複合電子數量，從而有效地提高製備得到發光器件的發光效率，提高LED晶片的發光亮度及發光效率，與現有工藝兼容，工藝方便，結構緊湊，安全可靠。

圖1為本實用新型的結構示意圖。附圖標記說明:1_襯底、2-緩衝層、3-N型化合物半導體材料層、4-有源層、5-電子溢出阻擋層及6-P型化合物半導體材料層。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0012]如圖1所示:為了能夠提高發光亮度及發光效率，本實用新型包括襯底I及生長於所述襯底I上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長於襯底I上的緩衝層2，所述緩衝層2上生長有N型化合物半導體材料層3，所述N型化合物半導體材料層3上生長有有源層4 ;所述有源層4上生長有電子溢出阻擋層5，所述電子溢出阻擋層5上生長P型化合物半導體材料層6。具體地，襯底I的材料可以選用藍寶石、氮化鎵等採用的材料，N型化合物半導體材料層3為N導電類型GaN層，P型化合物半導體材料層6為P導電類型GaN層。電子溢出阻擋層5的厚度為10nnT200nm,且所述電子溢出阻擋層5為無摻雜的AlGaN及GaN形成的超晶格結構層。所述超晶格結構層生長使用Al源、Ga源及生長所用其它氣體。其中Al的摻雜濃度控制在59Γ30%之間，生長總厚度控制在10納米 200納米之間的範圍內，所述超晶格結構層的生長工藝條件包括氫氣O 100升，氮氣20 150升；氨氣5 100升，生長壓力在100 500 Torr,生長溫度在500 1000之間。Ga源的摻雜濃度與超晶格結構層的生長總
厚度相關。本實用新型在襯底I上生在的半導體發光結構可以採用常用的金屬有機化合物氣相外延設備即可生長得到，所述外延結構適用於藍光、白光以及紫外外延片的結構。本實用新型通過電子溢出阻擋層5與P型化合物半導體材料層6共同阻擋電子的溢出，增加有源區4的復 合電子數量，從而有效地提高製備得到發光器件的發光效率，提高LED晶片的發光亮度及發光效率，與現有工藝兼容，工藝方便，結構緊湊，安全可靠。
權利要求1.一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，包括襯底(I)及生長於所述襯底(I)上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長於襯底(I)上的緩衝層(2)，所述緩衝層(2)上生長有N型化合物半導體材料層(3)，所述N型化合物半導體材料層(3)上生長有有源層(4);其特徵是:所述有源層(4)上生長有電子溢出阻擋層(5)，所述電子溢出阻擋層(5)上生長P型化合物半導體材料層(6)。
2.根據權利要求1所述的具有高亮度高發光效率的外延生長結構，其特徵是:所述電子溢出阻擋層(5)的厚度為10nnT200nm。
3.根據權利要求1所述的具有高亮度高發光效率的外延生長結構，其特徵是:所述電子溢出阻擋層(5)為無摻雜的AlGaN和GaN形成的超晶格結構層。
專利摘要本實用新型涉及一種具有高亮度高發光效率的外延生長結構，所述具有高亮度高發光效率的外延生長結構，包括襯底及生長於所述襯底上的半導體發光結構，所述半導體發光結構包括生長於襯底上的緩衝層，所述緩衝層上生長有N型化合物半導體材料層，所述N型化合物半導體材料層上生長有有源層；所述有源層上生長有電子溢出阻擋層，所述電子溢出阻擋層上生長P型化合物半導體材料層。本實用新型通過電子溢出阻擋層與P型化合物半導體材料層共同阻擋電子的溢出，增加有源區的複合電子數量，從而有效地提高製備得到發光器件的發光效率，提高LED晶片的發光亮度及發光效率，與現有工藝兼容，工藝方便，結構緊湊，安全可靠。
文檔編號H01L33/12GK202957283SQ201220651700
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月1日 優先權日2012年12月1日
發明者鍾玉煌, 郭文平 申請人:江蘇新廣聯科技股份有限公司