【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及半導(dǎo)體材料及光電器件制備工藝，尤其涉及一種發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、發(fā)光二極管（led）被稱為繼白熾燈和熒光燈后的第三代照明光源。led技術(shù)擁有節(jié)能，環(huán)保，壽命長等特點，吸引了產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體照明技術(shù)日新月異，逐年提高的流明效率使得led擁有更多的應(yīng)用領(lǐng)域。led已經(jīng)從傳統(tǒng)的指示燈逐步走向了背光，照明，顯示等應(yīng)用領(lǐng)域。隨著led成功實現(xiàn)商業(yè)化并在交通信號燈、全色彩顯示、液晶顯示屏背光、白光照明led等很多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對器件的可靠性要求不斷提高，而由于藍(lán)寶石襯底的絕緣特性，gan基led經(jīng)常受到靜電放電（electrostatic?discharge，esd）而造成的損害，導(dǎo)致器件性能降低，使用壽命減少甚至完全破壞。因此，提高發(fā)光二極管的抗靜電放電性能，對器件的可靠性有著重要影響。
2、目前主流提高gan基led的esd性能的基本思路主要有兩種：一是為器件增加并聯(lián)分流電路，減少靜電放電時流經(jīng)器件的電流；二是提高gan材料的結(jié)晶質(zhì)量，降低缺陷密度，增強(qiáng)電流擴(kuò)展效果，獲得更均勻、更小的局部電流密度，對于前者，可以通過倒裝工藝集成硅齊納二極管（si–based?zener?diode）或制作內(nèi)置gan基肖特基二極管（schottky?diode）來實現(xiàn)。這些方法雖然可以達(dá)到提高發(fā)光二極管esd性能的目的，但是會增大工藝復(fù)雜度，提高生產(chǎn)成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的是提供一種發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，以解決上述背景
2、本技術(shù)為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
3、一種發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，包括從下而上依次設(shè)置的alo-sio復(fù)合襯底、摻si的gan形成的電子提供層、gan/ingan/algan組合形成的超晶格結(jié)構(gòu)發(fā)光層和高摻mg的gan形成的空穴提供層，在所述電子提供層與發(fā)光層中間增加微型電容層，所述微型電容層包括一層以上的微型電容結(jié)構(gòu)，所述微型電容結(jié)構(gòu)由gan：c/gan：si結(jié)構(gòu)組成，其中g(shù)an：c在上，gan：si在下。
4、具體地，所述微型電容層由4個子電容層組成，自下而上依次疊加第一子電容層、第二子電容層、第三子電容層、第四子電容層。
5、優(yōu)選地，在所述復(fù)合襯底和所述電子提供層之間設(shè)置gan緩沖層。
6、優(yōu)選地，在所述電子提供層和微型電容層之間或者微型電容層和發(fā)光層之間設(shè)置低摻雜gan形成的電流擴(kuò)展層。
7、優(yōu)選地，在所述電子提供層和微型電容層之間或者所述微型電容層和所述發(fā)光層之間設(shè)置gan、ingan組合形成的超晶格結(jié)構(gòu)應(yīng)力釋放層。
8、優(yōu)選地，在所述發(fā)光層和所述空穴提供層之間設(shè)置aln/algan/gan組成的超晶格結(jié)構(gòu)電子阻擋層。
9、優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)設(shè)置有緩沖層、電流擴(kuò)展層、應(yīng)力釋放層、電子阻擋層中的至少兩個；當(dāng)存在時：緩沖層設(shè)置在所述襯底和所述電子提供層之間；電流擴(kuò)展層、應(yīng)力釋放層?設(shè)置在所述電子提供層和所述發(fā)光層之間，并且電流擴(kuò)展層、微型電容層、應(yīng)力釋放層三者位置可以任意互換或者結(jié)構(gòu)相融合；電子阻擋層設(shè)置在所述發(fā)光層和所述空穴提供層之間。
10、所述gan：c為高c摻雜的gan，所述gan：si為高si摻雜的gan。
11、高c摻雜gan層中c元素可由改變生長條件獲得（比如高生長速率、低生長壓力、低生長溫度或者低五三比），可引入c源（ccl4\cbr4）。因改變生長條件會導(dǎo)致長晶質(zhì)量下降，此處優(yōu)選通入cbr4獲得高c摻雜gan，c摻雜濃度高于高si摻雜的gan層的c摻雜濃度。高si摻雜的gan層中si元素由si源提供，優(yōu)選sih4，si摻雜濃度高于高c摻雜gan層的si摻雜濃度。
12、本技術(shù)在電子提供層與發(fā)光層中間設(shè)置微型電容結(jié)構(gòu)，由高c摻雜的gan與高si摻雜的gan構(gòu)成一個電容，并循環(huán)生長該電容結(jié)構(gòu)，組成多個電容，構(gòu)造成微型電容結(jié)構(gòu)。因高c摻雜gan電阻高，且表現(xiàn)為p型gan特性，與表現(xiàn)為n型gan特性的高si摻雜gan組合可形成電容效應(yīng)。
13、由于電容效應(yīng)的存在，本技術(shù)的結(jié)構(gòu)緩沖了電子遷移速率，解決電子空穴遷移速率不匹配問題，進(jìn)而提升發(fā)光效率；而且該結(jié)構(gòu)還可以吸收和分散靜電能量，削弱瞬時電壓沖擊和電流峰值對led結(jié)構(gòu)的影響，穩(wěn)定工作電壓和電流，從而提升led外延結(jié)構(gòu)的抗靜電能力。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，包括從下而上依次設(shè)置的Al2O3-SiO2復(fù)合襯底（100）、摻Si的GaN形成的電子提供層（300）、GaN/InGaN/AlGaN組合形成的超晶格結(jié)構(gòu)發(fā)光層（700）和高摻Mg的GaN形成的空穴提供層（900），其特征在于，在所述電子提供層（300）與發(fā)光層（700）中間增加微型電容層（500），所述微型電容層包括一層以上的微型電容結(jié)構(gòu)，所述微型電容結(jié)構(gòu)由GaN：C/GaN：Si結(jié)構(gòu)組成，其中GaN：C在上，GaN：Si在下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微型電容層由4個子電容層組成，自下而上依次疊加第一子電容層（510）、第二子電容層（520）、第三子電容層（530）、第四子電容層（540）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述復(fù)合襯底（100）和所述電子提供層（300）之間設(shè)置GaN緩沖層（200）。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述電子提供層（300）和微型電容層（500）之間或者微型電容層（500）和發(fā)光層（
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述電子提供層（300）和微型電容層（500）之間或者所述微型電容層（500）和所述發(fā)光層（700）之間設(shè)置GaN、InGaN組合形成的超晶格結(jié)構(gòu)應(yīng)力釋放層（600）。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述發(fā)光層（700）和所述空穴提供層（900）之間設(shè)置AlN/AlGaN/GaN組成的超晶格結(jié)構(gòu)電子阻擋層（800）。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置有緩沖層（200）、電流擴(kuò)展層（400）、應(yīng)力釋放層（600）、電子阻擋層（800）中的至少兩個；當(dāng)存在時：緩沖層（200）設(shè)置在所述襯底（100）和所述電子提供層（300）之間；電流擴(kuò)展層（400）、應(yīng)力釋放層（600）?設(shè)置在所述電子提供層（300）和所述發(fā)光層（700）之間，并且電流擴(kuò)展層（400）、微型電容層（500）、應(yīng)力釋放層（600）三者位置可以任意互換或者結(jié)構(gòu)相融合；電子阻擋層（800）設(shè)置在所述發(fā)光層（700）和所述空穴提供層（900）之間。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，包括從下而上依次設(shè)置的al2o3-sio2復(fù)合襯底（100）、摻si的gan形成的電子提供層（300）、gan/ingan/algan組合形成的超晶格結(jié)構(gòu)發(fā)光層（700）和高摻mg的gan形成的空穴提供層（900），其特征在于，在所述電子提供層（300）與發(fā)光層（700）中間增加微型電容層（500），所述微型電容層包括一層以上的微型電容結(jié)構(gòu)，所述微型電容結(jié)構(gòu)由gan：c/gan：si結(jié)構(gòu)組成，其中g(shù)an：c在上，gan：si在下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微型電容層由4個子電容層組成，自下而上依次疊加第一子電容層（510）、第二子電容層（520）、第三子電容層（530）、第四子電容層（540）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述復(fù)合襯底（100）和所述電子提供層（300）之間設(shè)置gan緩沖層（200）。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述電子提供層（300）和微型電容層（500）之間或者微型電容層（500）和發(fā)光層（700）之間設(shè)置低摻雜...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黎國昌，王文君，徐洋洋，苑樹偉，程虎，江漢，徐志軍，
申請(專利權(quán))人：聚燦光電科技宿遷有限公司，
類型：新型
國別省市：
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