一种外延结构及发光二极管的制作方法

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种在N型层和发光层之间插入一p型掺杂层的外延结构及其发光二极管。

背景技术：

现有技术中的外延结构为N型层、发光层和P型层，N型层提供电子，P型层提供电洞，当注入电流进入外延层后，电子和电洞在发光层中复合，从而使其发射一定波长的光线。现有技术中的外延结构电子的迁移率（mobility）较电洞快，使得电子溢流，电子电洞对分布不均，影响LED发光效率与导致Effeciency Droop效应。

技术实现要素：

为解决电子电洞分布不均的问题，本实用新型提供了一种外延结构，至少包括依次层叠的N型层、发光层和P型层，其特征在于：所述N型层和发光层之间插入一p型掺杂层。

优选的，所述发光层包括浅量子阱层和多量子阱层，所述p型掺杂层位于所述N型层和浅量子阱层之间。

优选的，所述p型掺杂层为Mg掺杂材料层。

优选的，所述p型掺杂层的厚度<100埃。

优选的，所述p型掺杂层的掺杂浓度范围为1×10¹⁷~1×10²⁰/cm³。

优选的，所述外延结构为蓝光、绿光、青光、黄光或紫光外延结构。

本实用新型在其一实施例中提供一种发光二极管，包括外延结构、衬底、P电极和N电极，所述外延结构具有相对的正面和背面，所述正面上设置有P电极和N电极，所述背面置于衬底上，形成正装结构发光二极管，其特征在于：所述外延结构为上述所述的外延结构。

本实用新型在其另一实施例中提供一种发光二极管，包括外延结构、导电基板、P电极和N电极，所述外延结构具有相对的正面和背面，所述正面上设置有P电极和N电极，所述正面倒置于导电基板上，所述P电极和N电极分别与导电基板接触并相互隔离，形成倒装结构发光二极管，其特征在于：所述外延结构为上述所述的外延结构。

本实用新型在其再一实施例中提供一种发光二极管，包括外延结构、P电极和N电极，所述外延结构具有相对的正面和背面，所述P电极位于正面，所述N电极位于背面，形成垂直结构发光二极管，其特征在于：所述外延结构为上述所述的外延结构。

本实用新型通过在N型层和发光层之间增加一层p型掺杂层，可以拉高发光层前的能带，使得价电带增高，进而使得电子速度减慢，电子浓度在发光层内均匀分布，从而提升发光效率。

附图说明

图1为本实用新型之实施例一之外延结构示意图。

图2为本实用新型之实施例二之发光二极管结构示意图。

图3为本实用新型之实施例三之发光二极管结构示意图。

图4为本实用新型之实施例四之发光二极管结构示意图。

附图标注：

10.N型层；20.p型掺杂层；30.发光层；31.浅量子阱；32.多量子阱；40.P型层；50.衬底；60（60’、60’’）.N电极；70（70’）.P电极；80.导电基板。

具体实施方式

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

参看附图1，本实施例提供了一种外延结构，其至少包括依次层叠的N型层10、发光层30和P型层40。其中，N型层10和发光层30之间插入一p型掺杂层20。本实施例中设置发光层30包括浅量子阱层31和多量子阱层32，p型掺杂层20则位于N型层10和浅量子阱层31之间。p型掺杂层20优选为Mg掺杂材料层。p型掺杂层20的厚度优选为<100埃，p型掺杂层的掺杂浓度范围优选为1E17~1E20。该发光二极管可以应用在蓝光、绿光、青光、黄光或紫光发光二极管。本实用新型通过在N型层10和发光层30之间增加一层p型掺杂层20，可以拉高发光层30前的能带，使得价电带增高，进而使得电子速度减慢，电子浓度在发光层30内均匀分布，从而提升发光效率。

实施例2

参看附图2，本实施例提供了一种正装结构的发光二极管，包括外延结构，还包括衬底50、P电极70和N电极60。外延结构具有相对的正面和背面，具体结构如实施例1所述，此处不再赘述。其正面上设置有P电极70和N电极60，即P电极70和N电极60位于外延结构的同一侧，其背面置于衬底50上，如此形成正装结构发光二极管。具体地，外延结构通过刻蚀，去除部分P型层40、发光层30、p型掺杂层20，裸露出部分N型层10，P电极70则位于P型层40表面，N电极60则位于裸露的N型层10表面，P电极70和N电极60注入电流后，可以使外延层发射一定波长的光。根据外延结构所生长材料的不同，可以发出蓝光、绿光、青光、黄光或紫光。

实施例3

参看附图3，本实用新型提供一种倒装结构的发光二极管，包括外延结构、导电基板80、P电极70’和N电极60’，其中P电极70’和N电极60’位置与实施例一致，此处不再赘述。本实施例与实施例1的区别在于，外延结构、P电极70’和N电极60’均倒置于导电基板80上，并且P电极70’和N电极60’分别与导电基板80接触并相互隔离，当导电基板80接通电源后，电流通过导电基板80经过P电极70’和N电极60’注入外延结构中，使其发光。同样，可以根据外延结构所生长材料的不同，可以发出蓝光、绿光、青光、黄光或紫光。

实施例4

参看附图4，本实用新型提供一种垂直结构的发光二极管，包括外延结构、P电极70’’和N电极60’’。其中外延结构具有相对的正面和背面，与实施例2和3的区别在于：P电极70’’位于正面，N电极60’’位于背面，即P电极70’’和N电极60’’位于外延结构相对的两侧，如此形成垂直结构发光二极管。其中外延结构具体如实施例1所述，此处不再赘述。同样地，可以根据外延结构所生长材料的不同，可以发出蓝光、绿光、青光、黄光或紫光。

应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。