專利名稱：提高氮化鎵基led抗靜電能力的方法及氮化鎵基led結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法。本發(fā)明還涉及 一種氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景發(fā)光二級管(LED)作為顯示元件因其工作電壓低、體積小、亮度較 好、發(fā)光響應(yīng)快等特性被廣泛應(yīng)用于家電、辦公設(shè)備、儀器儀表等領(lǐng)域作 照明及指示燈用，并可在大型信息顯示裝置中用作字符、數(shù)字或圖形顯示。氮化鎵發(fā)光二級管是目前較成熟的一類半導(dǎo)體發(fā)光二級管，常見的氮 化鎵基發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)為(見圖l):發(fā)光二極管100包括在襯底101 上依次淀積緩沖層102;不摻雜的氮化鎵層103;n型導(dǎo)電的氮化鎵層104; 多層量子井結(jié)構(gòu)105; p型導(dǎo)電的氮化鋁鎵層106、 p型導(dǎo)電的氮化鎵層 107;接觸層108;接觸層108上的p電極109及在n型導(dǎo)電的氮化鎵層 204上的n電極IIO。靜電損壞是目前氮化鎵基發(fā)光二極管中存在的一個主要問題，在制備 LED環(huán)境中存在的靜電和操作者身上帶的靜電都有可能對器件造成永久 的損壞，故氮化鎵基發(fā)光二極管的制造商們一直在努力尋求解決靜電問 題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法。本發(fā)明還要提供一種抗靜電能力強的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法， 該方法在n型導(dǎo)電氮化鎵層淀積完成后，接著淀積一未摻雜氮化鎵層，再淀 積一n型導(dǎo)電氮化鎵層，之后按常規(guī)的順序制備外延片，加一未摻雜的氮化鎵層作為靜電緩沖層。按照上述方法制備的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)為在襯底上，從下往上依次為 緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導(dǎo)電氮化鎵層、第二層未摻雜氮化鎵層、第 二層n型導(dǎo)電氮化鎵層、多層量子井、p型導(dǎo)電氮化鋁鎵層、p型導(dǎo)電氮化鎵 層、接觸層和其上的p電極，以及n型導(dǎo)電氮化鎵層上的n電極。按照上述方法制備的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)為在襯底上，從下往上依次為 緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導(dǎo)電氮化鎵層、第二層未慘雜氮化鎵層、多 層量子井、P型導(dǎo)電氮化鋁鎵層、P型導(dǎo)電氮化鎵層、接觸層和其上的p電極， 以及n型導(dǎo)電氮化鎵層上的n電極。本發(fā)明的方法制備的一種結(jié)構(gòu)在n型導(dǎo)電氮化鎵層中間加一未摻雜氮 化鎵層，因未摻雜氮化鎵層其電阻率為1.5 0. lQcm，為一半導(dǎo)電層，而n 型導(dǎo)電氮化鎵層的電阻率為l X 10—4 1 X 10_2 Q cm之間，故這三個材料層相 當(dāng)于在氮化鎵LED結(jié)構(gòu)中增加一電容，其具有存儲電荷的能力，從而提高了 LED芯片的抗靜電擊穿能力。同樣地，本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)在n型導(dǎo)電氮化 鎵層和多層量子井結(jié)構(gòu)的勢壘層，因勢壘層的電阻率在l X 10—3 5X 10—2 Q cm之間，那么n型導(dǎo)電氮化鎵層、未摻雜氮化鎵層和多層量子井結(jié)構(gòu)的勢壘 層這三層材料同樣是組成了一個電容，故同樣能提高LED芯片的抗靜電擊穿 能力。
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是常見的氮化鎵基LED的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實施例一氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
圖2為采用本發(fā)明的氮化鎵基LED200，其在襯底201上依次淀積緩 沖層202、未摻雜的氮化鎵層203、 n型導(dǎo)電的氮化鎵層204、第二層未摻 雜的氮化鎵層205、第二層n型導(dǎo)電的氮化鎵層206、多層量子井207、 p 型導(dǎo)電的氮化鋁鎵層208、 p型導(dǎo)電的氮化鎵層209、接觸層210、接觸層 210上的電極211及在n型導(dǎo)電的氮化鎵層204上的電極212其中第二層 未摻雜氮化鎵層205作為靜電緩沖層。襯底201選用制備發(fā)光二級管常用的絕緣材料藍寶石圓片(A1203); 作緩沖層的氮化鎵層的生長溫度為530°C，厚度可為250A;未摻雜氮化鎵 層203的厚度可為2微米；n型導(dǎo)電的氮化鎵層204可為3微米厚；第二 層未摻雜的氮化鎵層205，其淀積工藝與未摻雜氮化鎵層203相同，厚度 可為10 2000A;第二層n型導(dǎo)電的氮化鎵層206的淀積工藝與氮化鎵層 204同，其厚度可為0 0.5um之間；多層量子井207，為氮化鎵基LED 的發(fā)光區(qū)域，是約150A厚的勢壘層(也為氮化鎵材料)和約30A厚的勢 井層(well)為一個周期相交替淀積的結(jié)構(gòu)，可淀積4-15個周期，在具 體淀積工藝中都可使用N2作為載氣；p型導(dǎo)電的氮化鋁鎵層208，作載流 子阻擋層，約為500A厚，其生長溫度為95(TC左右；p型導(dǎo)電的氮化鎵層 209的厚度可為2000A，生長溫度約為900°C;接觸層210的厚度可為20 A，生長溫度約為80(TC。在人體模式下(human body model) ESD測試中，1000V的測試電壓 下，本發(fā)明的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)通過率(即不被擊穿)為90%，而原來 的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)通過率僅為30%左右。
權(quán)利要求
1、一種提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法，該氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)為，在襯底上依次淀積有緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導(dǎo)電氮化鎵層、多層量子井、p型導(dǎo)電氮化鋁鎵層、p型導(dǎo)電氮化鎵層、接觸層和其上的p電極，以及n型導(dǎo)電氮化鎵層上的n電極，其特征在于在所述n型導(dǎo)電氮化鎵層淀積完成后，接著淀積一第二層未摻雜氮化鎵層，再淀積一第二層n型導(dǎo)電氮化鎵層。
2、 按照權(quán)利要求1所述的提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法，其特征 在于所述第二層未摻雜氮化鎵層的厚度為10 2000A，所述第二層n型導(dǎo) 電氮化鎵層的厚度為0 5000A。
3、 一種按照權(quán)利要求2的方法制備的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)，其特征在于 在襯底上，從下往上依次為緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導(dǎo)電氮化鎵層、 第二層未摻雜氮化鎵層、第二層n型導(dǎo)電氮化鎵層、多層量子井、p型導(dǎo)電 氮化鋁鎵層、p型導(dǎo)電氮化鎵層、接觸層和其上的p電極，以及n型導(dǎo)電氮化 鎵層上的n電極。
4、 一種按照權(quán)利要求2的方法制備的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)，其特征在于 在襯底上，從下往上依次為緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導(dǎo)電氮化鎵層、 第二層未摻雜氮化鎵層、多層量子井、P型導(dǎo)電氮化鋁鎵層、p型導(dǎo)電氮化 鎵層、接觸層和其上的p電極，以及n型導(dǎo)電氮化鎵層上的n電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高氮化鎵基LED抗靜電能力的方法，其通過在原有的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)的n-GaN層中插入一未摻雜的氮化鎵層，或在n-GaN層和多層量子井的勢壘層間加一未摻雜的氮化鎵層，使在原有的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)中增加一電容，從而提高了該氮化鎵基LED的抗靜電能力。本發(fā)明還公開了根據(jù)上述方法制備的氮化鎵基LED結(jié)構(gòu)，其抗靜電能力得到提高。本發(fā)明可以廣泛用于半導(dǎo)體LED的制備中。
文檔編號H01L33/00GK101335313SQ20071009391
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者林振賢, 鄭文榮 申請人:上海藍光科技有限公司