CN102485944A - 一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构简单、制作方便,相对传统外延结构,包括衬底、过渡层、有源层、缺陷阻挡层、第一半导体层和第二半导体层,在所述衬底上沉积有缺陷阻挡层。本发明相比较传统外延结构可以提高外延晶体质量,降低器件内部对光的吸收,提高LED器件的整体发光效率。

Description

一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构
技术领域
本发明涉及一种外延结构,尤其涉及一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构,属于发光二极管外延技术领域。
背景技术
缺陷密度是影响内量子效率ηint的主要因素,在生长过程中由于衬底和外延层的晶格失配和热失配导致LED内部存在大量的非辐射缺陷,位错密度达109cm-2~1011cm-2。而由此产生的自发极化和压电效应导致强大的内建电场,降低了发光效率,且随着注入电流的增加以及器件使用温度的升高,波长会发生漂移,发光效率也会导致下降,即Droop现象。
传统外延结构是基于平片衬底生长技术,如图1所示,此结构发光效率低,器件漏电流高,良率较差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种结构简单、制作方便,相对传统外延结构,能提高外延晶体质量,降低器件内部对光的吸收,增强LED出光效率的具有外延缺陷阻挡层的外延结构。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构,在外延结构的衬底层上沉积有缺陷阻挡层。
本发明的有益效果是:本发明增加了缺陷阻挡层降低漏电流,降低器件内部对光的吸收,提高LED器件的整体发光效率。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述缺陷阻挡层材料为TiO2、SiNx、SiO、SiO2或其任意组合。
进一步,所述缺陷阻挡层可采用真空蒸镀、电子束蒸镀、金属有机化学气相沉积(MOCVD)或者等离子体化学气相沉积(PECVD)而成。
进一步,所述外延结构包括依次连接的平面衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于平片衬底结构表面的缺陷阻挡层。
进一步,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
进一步,外延结构包括依次连接的图形化衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于图形化衬底结构表面的外延缺陷阻挡层。
进一步,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
进一步,该外延结构包括依次连接的平面衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于平面衬底的图形化外延缺陷阻挡层。
进一步,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
附图说明
图1传统外延结构的结构示意图;
图2为本发明所述的外延结构实施例1的结构示意图;
图3为本发明所述的外延结构实施例2的结构示意图;
图4为本发明所述的外延结构实施例3的结构示意图;
图5为本发明所述的外延结构实施例4的结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、衬底,2、缺陷阻挡层,3、过渡层,4、n型层,5、有源层,6、p型层
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图2所示,为本发明实施例1的结构示意图,在平片衬底1沉积缺陷阻挡层2,先用掩模、刻蚀技术将缺陷阻挡层2刻蚀成需要的形状,然后依次外延生长过渡层3、n型层4、有源层5、p型层6,此结构可降低由于衬底1与外延层的晶格适配而造成的晶格缺陷,可将外延缺陷密度降低到106/cm3数量级以下,有效地改善了外延层质量,同时可反射入射到衬底的光,可将器件的发光效率提高30%以上。
如图3所示,为本发明实施例2的结构示意图,在图形化衬底1沉积缺陷阻挡层2,先用掩模、刻蚀技术将衬底1图形底部的缺陷阻挡层2去掉,然后依次外延生长过渡层3、n型层4、有源层5、p型层6,此结构可降低由于衬底1与外延层的晶格适配而造成的晶格缺陷,促进外延侧向生长,可将外延缺陷密度降低到106/cm3数量级以下,改善外延层质量,同时可反射入射到衬底的光,可将器件的发光效率提高15%以上。
如图4所示,为本发明实施例3的结构示意图,在图形化衬底1沉积缺陷阻挡层2,先用掩模、刻蚀技术将衬底1图形顶部的缺陷阻挡层去掉,然后依次外延生长过渡层3、n型层4、有源层5、p型层6,此结构可降低由于衬底1与外延层的晶格适配而造成的晶格缺陷,促进外延侧向生长,可将外延缺陷密度降低到106/cm3数量级以下,改善外延层质量,同时可反射入射到衬底的光,可将器件的发光效率提高15%以上。
如图5所示,为本发明实施例4的结构示意图,在平片衬底1沉积缺陷阻挡层2,先用掩模、刻蚀技术将缺陷阻挡层刻蚀成需要的图形状,然后依次外延生长过渡层3、n型层4、有源层5、p型层6,此结构可降低由于衬底1与外延层的晶格适配而造成的晶格缺陷,促进外延侧向生长,可将外延缺陷密度降低到106/cm3数量级以下,改善外延层质量,同时可反射入射到衬底的光,可将器件的发光效率提高20%以上。
图2至图5所示实施例中,缺陷阻挡层2的材料为TiO2、SiNx、SiO、SiO2或其任意组合,缺陷阻挡层2可采用真空蒸镀、电子束蒸镀、金属有机化学气相沉积或者等离子体化学气相沉积等方法制成,n型层4为n型氮化镓层、p型层6为p型氮化镓层。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构,其特征在于,在外延结构的衬底层上沉积有缺陷阻挡层。
2.根据权利要求1所述的外延结构,其特征在于,所述缺陷阻挡层材料为TiO2、SiNx、SiO、SiO2或其任意组合。
3.根据权利要求1或2所述的外延结构,其特征在于,所述缺陷阻挡层采用真空蒸镀、电子束蒸镀、金属有机化学气相沉积或者等离子体化学气相沉积而成。
4.根据权利要求1或2所述的外延结构,其特征在于,所述外延结构包括依次连接的平面衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于平片衬底结构表面的缺陷阻挡层。
5.根据权利要求4所述的外延结构,其特征在于,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
6.根据权利要求1或2所述的外延结构,其特征在于,所述外延结构包括依次连接的图形化衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于图形化衬底结构表面的外延缺陷阻挡层。
7.根据权利要求6所述的外延结构,其特征在于,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
8.根据权利要求1或2所述的外延结构,其特征在于,所述外延结构包括依次连接的平面衬底、过渡层、有源层、第一半导体层、第二半导体层和沉积于平面衬底的图形化外延缺陷阻挡层。
9.根据权利要求8所述的外延结构,其特征在于,所述第一半导体层为n型氮化镓层,所述第二半导体层为p型氮化镓层。
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