[发明专利]一种具有外延缺陷阻挡层的外延结构

说明书

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η_int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、SiN_x、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。