专利名称：：一种led外延结构的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种LED外延结构，属于半导体光电子
技术领域：
。
背景技术：
：大功率LED主要用在铁路照明、道路照明、井下照明，正在向民用照明发展，其节能环保效果显著。现有大功率蓝光LED的外延结构如图1所示，是在衬片层1的上面自下至上依次设有蓝宝石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、InGaN/GaN发光层5、P+GaN接触6、Ni/Au透明导电层7。该外延结构由于GaN与其衬底蓝宝石的晶格失配度相当大，也就是GaN与蓝宝石AL03晶格不匹配，所以在蓝宝石上生长GaN容易造成大量的晶格缺陷，而这些缺陷过多就会造成p-n结发生隧道击穿，从而大大降低器件抗静电能力，容易导致器件失效，影响其性能参数，导致这种外延结构做出的成管容易损害，其最大饱和电流每平方厘米500A，最大饱和电流太小，不能满足单颗3WV5W照明的要求。
发明内容本发明针对现有大功率蓝光LED的外延结构造成抗静电能力差、最大饱和电流太小的问题，提供一种适合大批量生产、抗静电能力强、饱和电流可超过每平方厘米2000A、可作为照明光源的大功率紫外光LED外延结构。为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是—种LED外延结构，包括衬片层l、金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。在衬片层1的上面自下至上依次为金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。所述的衬底层为金刚石。所述的透明导电层为Si/Ni/Be/Au透明导电层。所述的金刚石衬底层的厚度为50-200um。有益效果该LED外延结构具有两大特点(1)即使接通大电流发光效率仍继续增加，(2)耐高温。比如即使通过直径为120iim的电极接通电流密度超过每平方厘米2000A的电流，发光效率也不会达到饱和，而是继续升高。目前，使用竞争材料AlGaN类半导体的深紫外LED的工作电流密度最大约为每平方厘米500A。以下表格中的数据表现了两种不同外延结构的最大饱和电流比较序号常规蓝宝石衬底外延结构做成芯片的最大饱和电流(A/cm2)本发明金刚石衬底外延结构做成芯片的最大饱和电流(A/cm2)148027802490269034902600450026805470255064502820746028408478280094792900104902600平均值478.72726耐高温方面，即使将温度从室温提高到42(TC，发光强度也不减弱，而是继续增强。金刚石LED与普通LED不同，用〃激子(exciton)〃的产生作发光原理。激子是类似粒子一样运动的电子.空穴对。不过，一般情况下并不耐热，大部分激子很快就会破裂。而金刚石LED产生的激子非常稳定，即使在60(TC的温度下也不破裂，这就是耐高温的原因。这种外延片做出的芯片具有优越的稳定性，大大提高了大功率LED的寿命，打开了用大功率紫外光推广绿色节能环保LED照明的大门。图1是常规大功率蓝光LED外延结构的示意图。图l中1、衬片层，2、蓝宝石衬底，3、低温GaN缓冲层，4、N-GaN接触，5、lnGaN/GaN发光层，6、P+GaN接触，7、Ni/Au透明导电层。图2是本发明的大功率紫外光LED外延结构的示意图。图2中1、衬片层，2、金刚石衬底，3、低温GaN缓冲层，4、N-GaN接触，5、lnGaN/GaN(掺AI)发光层，6、P+GaN接触，7、Si/Ni/Be/Au透明导电层，具体实施例方式如图2所示，本发明的大功率紫外光LED外延结构是在衬片层1的上面自下至上依次设有金刚石衬底2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、InGaN/GaN发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。本发明是在衬片层的上面换成金刚石衬底，能够有很好的稳定性，改进了外延生长条件，增强了外延片的抗静电能力，提高了其最大饱和电流，其最大饱和电流为蓝宝石衬底的5倍，且耐高温，光强在室温升高到420度时不衰减，大大提高了其使用寿命。所述透明导电层为Si/Ni/Be/Au透明导电层。所述衬底层为金刚石衬底层。所述金刚石衬底层的厚度为50-200um。该LED外延结构具有两大特点(l)即使接通大电流发光效率仍继续增加，(2)耐高温。比如即使通过直径为120iim的电极接通电流密度超过每平方厘米2000A的电流，发光效率也不会达到饱和，而是继续升高。目前，使用竞争材料AlGaN类半导体的深紫外LED的工作电流密度最大约为每平方厘米500A。耐高温方面，即使将温度从室温提高到42(TC，发光强度也不减弱，而是继续增强。金刚石LED与普通LED不同，用〃激子(exciton)〃的产生作发光原理。激子是类似粒子一样运动的电子.空穴对。不过，一般情况下并不耐热，大部分激子很快就会破裂。而金刚石LED产生的激子非常稳定，即使在60(TC的温度下也不破裂。以下表格中的数据表现了两种不同外延结构的最大饱和电流比较序号常规蓝宝石衬底外延结构做成芯片的最大饱和电流(A/cm2)本发明金刚石衬底外延结构做成芯片的最大饱和电流(A/cm2)14802780249026903490260045002680547025506450282074602840847828005<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>这种LED外延片做出的芯片具有优越的稳定性，大大提高了大功率LED的寿命，打开了用大功率紫外光推广绿色节能环保LED照明的大门。材料厚度选择要合适，太厚容易造成浪费且起反作用，太薄不易控制。权利要求一种LED外延结构其特征在于包括衬片层1、金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。2.根据权利要求1所述的一种LED外延结构其特征在于在衬片层1的上面自下至上依次为金刚石衬底层2、低温GaN缓冲层3、N-GaN接触4、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层5、P+GaN接触6、Si/Ni/Be/Au透明导电层7。3.根据权利要求1所述的一种LED外延结构其特征在于所述的衬底层为金刚石。4.根据权利要求1所述的一种LED外延结构其特征在于所述的透明导电层为Si/Ni/Be/Au透明导电层。5.根据权利要求1所述的一种LED外延结构其特征在于所述的金刚石衬底层的厚度为50-200um。全文摘要本发明公开了一种LED外延结构，包括衬片层、金刚石衬底层、低温GaN缓冲层、N-GaN接触、、lnGaN/GaN(掺AI)发光层、P+GaN接触、Si/Ni/Be/Au透明导电层。该LED外延结构具有两大特点(1)即使接通大电流发光效率仍继续增加，(2)耐高温，这种外延片做出的芯片具有优越的稳定性，大大提高了大功率LED的寿命，打开了用大功率紫外光推广绿色节能环保LED照明的大门文档编号H01L33/00GK101692474SQ20091017233公开日2010年4月7日申请日期2009年9月30日优先权日2009年9月30日发明者吉爱华,宋明,盛毅申请人:郑州汉威光电技术有限公司