一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體光電器件，尤其涉及一種具有電場(chǎng)分散層結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體光電器件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，LED)組件著重于亮度提升，期望能應(yīng)用于照明領(lǐng)域，以發(fā)揮節(jié)能減碳的功效。傳統(tǒng)的GaN基發(fā)光二極管主要利用藍(lán)寶石(Al2O3)為襯底，在其上生長(zhǎng)GaN外延結(jié)構(gòu)，但因GaN與藍(lán)寶石襯底之間晶格常數(shù)失配和熱膨脹系數(shù)的差異，導(dǎo)致在GaN基發(fā)光二極管中存在大量的缺陷，并且貫穿量子阱發(fā)光層后延伸至整個(gè)外延層。這些缺陷對(duì)GaN基發(fā)光二極管的漏電、ESD等電性有很大影響。因此，當(dāng)放電電流流經(jīng)LED的PN結(jié)時(shí)，產(chǎn)生的熱量易使PN結(jié)兩極之間局部介質(zhì)熔融，造成PN結(jié)短路或漏電。
[0003]隨著氮化物半導(dǎo)體組件應(yīng)用擴(kuò)大，除了需具有高亮度外，降低組件操作電壓，提高組件靜電耐壓的重要性也隨之提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，為了提高靜電耐壓，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體組件目的在于，提供一種電場(chǎng)分散層結(jié)構(gòu)，以降低電場(chǎng)聚集，使電流均勻分散，進(jìn)而提高靜電耐壓，以提高組件特性。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:提供一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，包括:襯底、緩沖層、N型層、應(yīng)力釋放層、量子阱發(fā)光層、P型層，其中，在所述N型層與應(yīng)力釋放層之間插入一生長(zhǎng)溫度等于或低于量子阱發(fā)光層生長(zhǎng)溫度的電場(chǎng)分散層，所述電場(chǎng)分散層為η型摻雜的多層氮化鎵結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層的層數(shù)為n，n ^ 3ο
[0007]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為5Χ 118?I X 10 1Vcm3的氮化鎵層A0
[0008]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為I X 118?5X10 18/cm3的氮化鎵層B。
[0009]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為I X 117?I X 10 1Vcm3的氮化鎵層Co
[0010]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層中至少有一層的雜質(zhì)濃度高于應(yīng)力釋放層。
[0011]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層厚度范圍為50埃?800埃。
[0012]優(yōu)選的，所述電場(chǎng)分散層成長(zhǎng)溫度為700°C?900°C。
[0013]本發(fā)明至少具有以下有益效果:本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體組件中包含的電場(chǎng)分散層結(jié)構(gòu)利用不同濃度摻雜的GaN層逐步降低電場(chǎng)聚集，使電流均勻分散，從而提高氮化物半導(dǎo)體組件的靜電耐壓特性，降低組件在使用過(guò)程中的失效率，增加使用的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命O
【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0015]圖1為本發(fā)明之實(shí)施例1之一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0016]圖2?7為本發(fā)明之一種氮化物發(fā)光二極體局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)注:1:襯底；2:緩沖層；3:N型層；4:電場(chǎng)分散層；401.:氮化鎵層A ;402:氮化鎵層B ;403:氮化鎵層C ;5:應(yīng)力釋放層；6:量子阱發(fā)光層；7:P型層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
請(qǐng)參看附圖1和附圖2，本發(fā)明提出一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，包括:襯底1、依次生長(zhǎng)在襯底I上的緩沖層2、N型層3、電場(chǎng)分散層4，應(yīng)力釋放層5、量子阱發(fā)光層6、P型層7。其中，襯底 I 材質(zhì)為 Al2O3單晶(Sapphire)、SiC(6H_SiC 或 4H_SiC)、S1、GaAs、GaN 以及晶格常數(shù)(Lattice Constan)接近于氮化物半導(dǎo)體的單晶氧化物中的任意之一；緩沖層2的組成成分為氮化鋁鎵銦(AUnyGaxN),其中O蘭X<1，0蘭Y<1;N型層3的組成成分為Si摻雜GaN，其生長(zhǎng)溫度為900°C?1100°C，Si摻雜濃度高于電場(chǎng)分散層4的摻雜濃度；電場(chǎng)分散層4至少為3層(層數(shù)為n)n型摻雜氮化鎵結(jié)構(gòu)，并且至少有一層的雜質(zhì)濃度高于應(yīng)力釋放層5，本實(shí)施例優(yōu)選Si摻雜，其厚度為50埃?800埃，生長(zhǎng)溫度等于或低于量子阱發(fā)光層6的生長(zhǎng)溫度，為700°C?900°C ;應(yīng)力釋放層5為InGaN或InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)(Supper lattice)，摻雜濃度為5X 117?1X10 18/cm3，其生長(zhǎng)溫度為800°C?900°C ;量子阱發(fā)光層6由生長(zhǎng)溫度為800°C ~880°C、周期為1~50的Si摻雜的量子皇(η-GaN)層和In摻雜的量子阱(InGaN)層交替生長(zhǎng)而成；P型層7的組成成分為Mg摻雜的GaN，其厚度介于100埃至4000埃之間，其成長(zhǎng)溫度介于800°C到1000°C。
[0020]本實(shí)施例中，電場(chǎng)分散層4中至少包含摻雜濃度為5 X 118?1X10 19/cm3的氮化鎵層A 401、摻雜濃度為IX 118?5 X 10 1Vcm3的氮化鎵層B 402和摻雜濃度為IX 10 17?
I X 11Vcm3的氮化鎵層C 403，且三種摻雜濃度的氮化鎵層401、402、403按照濃度由高到低的順序依次位于N型層3之上；由于所述電場(chǎng)分散層4包含摻雜濃度多樣的氮化鎵層，故當(dāng)含有此結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極體被施加電場(chǎng)時(shí)，所述多樣摻雜的氮化鎵層可有效地分散緩沖外加電場(chǎng)，進(jìn)而提高靜電耐壓性能。
[0021]此外，作為本實(shí)施例的變形實(shí)施方式，參看附圖3?7，所述三種摻雜濃度的氮化鎵層401、402、403于N型層3上層疊的順序可依據(jù)生產(chǎn)的需要靈活調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到分散電場(chǎng)，提升發(fā)光二極體組件特性的作用。
[0022]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實(shí)施方案為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，皆屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，包括:襯底、緩沖層、N型層、應(yīng)力釋放層、量子阱發(fā)光層、P型層，其特征在于:在所述N型層與應(yīng)力釋放層之間插入一生長(zhǎng)溫度等于或低于量子阱發(fā)光層生長(zhǎng)溫度的電場(chǎng)分散層，所述電場(chǎng)分散層為多層氮化鎵結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層的層數(shù)為η，η彡3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層為η型摻雜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為5 X 118?I X 10 1Vcm3的氮化鎵層Α。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為I X 118?5 X 11Vcm3的氮化鎵層B。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層至少包括摻雜濃度為I X 117?I X 10 1Vcm3的氮化鎵層C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層中至少有一層的雜質(zhì)濃度高于應(yīng)力釋放層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層厚度范圍為50埃?800埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電場(chǎng)分散層成長(zhǎng)溫度為700 °C?900 °C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述應(yīng)力釋放層為InGaN或InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種氮化物發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)，包括：襯底、緩沖層、N型層、應(yīng)力釋放層、量子阱發(fā)光層、P型層，其中，在所述N型層與應(yīng)力釋放層之間插入一生長(zhǎng)溫度等于或低于量子阱發(fā)光層生長(zhǎng)溫度的電場(chǎng)分散層，所述電場(chǎng)分散層為n型摻雜的多層氮化鎵結(jié)構(gòu)；利用不同濃度摻雜的GaN層逐步降低電場(chǎng)聚集，使電流均勻分散，從而提高氮化物半導(dǎo)體組件的靜電耐壓特性，降低組件在使用過(guò)程中的失效率，增加使用的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。
【IPC分類(lèi)】H01L33-04, H01L33-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104600165
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510062588
【發(fā)明人】藍(lán)永凌, 張家宏, 林兓兓, 謝翔麟, 謝祥彬, 徐志波
【申請(qǐng)人】安徽三安光電有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日