一种提高led发光亮度的外延结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种提高LED发光亮度的外延结构，属于氮化镓基LED技术领域。
【背景技术】
[0002]作为一种II1-V化合物半导体，GaN具有许多硅基半导体材料不具备的优异性能，其最重要的物理特点是禁带宽度宽，从1.9eV到6.2eV可调，具有耐高温、耐腐蚀、饱和电子速率达、热导性好等特点，由于氮化物热点高，离解压大，体单晶制备十分困难。GaN的外延生长主要是在晶格失配很大的异质衬底(如蓝宝石、硅等)上进行。GaN和A1203之间的晶格失配达到13.6%，由于热膨胀系数的差别在外延生长后的降温过程中产生热应力，导致外延层出现裂纹，晶片弯曲。在蓝宝石上生长GaN材料一般先低温生长约20nm的GaN或50nm的AlN缓冲层，然后经过退火工艺，再在缓冲层生长GaN外延层等过程。无论是GaN，还是AlN缓冲层，其晶体质量对外延层的光电性质以及表面形貌都有非常重要的影响。
[0003]但是现在业界对蓝光LED芯片的亮度要求较高。缓冲层的晶体质量，对后续外延层的结晶质量具有重要的影响。蓝宝石衬底和GaN之间存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配，在外延生长过程中产生大量缺陷，会影响器件的光电性能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是减少蓝宝石衬底和GaN之间存在的晶格失配和热膨胀系数失配，改善外延层的晶体质量，提高晶体生长质量，改善LED外延片的光电特性。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]一种提高LED发光亮度的外延结构，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底，低温GaN缓冲层，高温AlN缓冲层，高温GaN缓冲层，高温非掺杂GaN缓冲层，掺杂η型GaN层，多量子阱发光结构MQW层，P型AlGaN层，P型GaN层，P型接触层。
[0007]一种提高LED发光亮度的外延结构，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底，高温AlN缓冲层，低温GaN缓冲层，高温GaN缓冲层，高温非掺杂GaN缓冲层，掺杂η型GaN层，多量子阱发光结构MQW层，P型AlGaN层，P型GaN层，P型接触层。
[0008]与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果。
[0009]本实用新型通过在蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层之后进行高温AlN生长；在蓝宝石衬底上生长高温AlN缓冲层之后生长低温GaN缓冲层。可以有效缓解蓝宝石衬底和外延层的失配，降低GaN外延层内线性位错和缺陷密度，便于LED外延层的生长，提高晶体生长质量，改善LED外延片的光电特性。
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0011]图1为本发明一种提高LED发光亮度的外延结构结构示意图。
[0012]图2为本发明一种提高LED发光亮度的外延结构结构示意图。
[0013]图1中:I为蓝宝石衬底，2为低温GaN缓冲层，3高温AlN缓冲层，4高温GaN缓冲层，5高温非掺杂GaN缓冲层，6为掺杂η型GaN层，7为多量子阱发光结构MQW层，8为P型AlGaN层，9为P型GaN层，10为P型接触层。
[0014]图2中:1为蓝宝石衬底，11为高温AlN缓冲层，12低温GaN缓冲层，4高温GaN缓冲层，5高温非掺杂GaN缓冲层，6为掺杂η型GaN层，7为多量子阱发光结构MQW层，8为P型AlGaN层，9为P型GaN层，10为P型接触层。
【具体实施方式】
[0015]以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0016]实施例1
[0017]一种提高LED发光亮度的外延结构，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底1，低温GaN缓冲层2，高温AlN缓冲层3，高温GaN缓冲层4，高温非掺杂GaN缓冲层5，掺杂η型GaN层6，多量子阱发光结构MQW层7，P型AlGaN层8，P型GaN层9，P型接触层10。
[0018]实施例2
[0019]一种提高LED发光亮度的外延结构，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底1，高温AlN缓冲层11，低温GaN缓冲层12，高温GaN缓冲层4，高温非掺杂GaN缓冲层5，掺杂η型GaN层6，多量子阱发光结构MQW层7，P型AlGaN层8，P型GaN层9，P型接触层10。
[0020]本实用新型可用其他的不违背本实用新型的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本实用新型的上述实施方案都只能认为是对本实用新型的说明而不能限制实用新型，权利要求书指出了本实用新型的范围，而上述的说明并未指出本实用新型的范围，因此，在与本实用新型的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种提高LED发光亮度的外延结构，其特征在于，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底(1)，低温GaN缓冲层(2)，高温AlN缓冲层(3)，高温GaN缓冲层(4)，高温非掺杂GaN缓冲层(5)，掺杂η型GaN层(6)，多量子阱发光结构MQW层(7)，P型AlGaN层(8)，P型GaN层(9)，P型接触层(10)。2.一种提高LED发光亮度的外延结构，其特征在于，所述外延结构从下到上依次包括:蓝宝石衬底(1)，高温AlN缓冲层(11)，低温GaN缓冲层(12)，高温GaN缓冲层(4)，高温非掺杂GaN缓冲层(5)，掺杂η型GaN层(6)，多量子阱发光结构MQW层(7)，P型AlGaN层(8)，P型GaN层(9)，P型接触层(10)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高LED发光亮度的外延结构，属于氮化镓基LED技术领域；所要解决的技术问题是减少蓝宝石衬底和GaN之间存在的晶格失配和热膨胀系数失配，改善外延层的晶体质量，提高晶体生长质量，改善LED外延片的光电特性；采用的技术方案为：提供一种提高LED发光亮度的外延结构，所述外延结构从下到上依次包括蓝宝石衬底，低温GaN缓冲层（或高温AlN缓冲层），高温AlN缓冲层（或低温GaN缓冲层），高温GaN缓冲层，高温非掺杂GaN缓冲层，掺杂n型GaN层，多量子阱发光结构MQW层，P型AlGaN层，P型GaN层，P型接触层。
【IPC分类】H01L33/32, H01L33/00
【公开号】CN204632794
【申请号】CN201520187404
【发明人】孙海飞
【申请人】山西南烨立碁光电有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月31日