[发明专利]氮化物半导体发光器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0068962号的优先权，通过引用将其公开的全部内容合并于此。

技术领域

本公开涉及发光器件，更具体地，涉及氮化物发光器件。

背景技术

氮化物发光二极管（LED）是通过利用氮化物半导体的PN结来构成发光源而能够发出各种颜色的光的半导体器件。氮化物LED已经得到不断的发展，从而氮化物LED不但用于短波长光，而且用于长波长光。得益于氮化物LED的物理优点，氮化物LED不但可以广泛应用于光学器件，而且可以广泛应用于电子器件。

随着由氮化物半导体形成的蓝色LED的引入，LED的应用变得更加广泛，LED被应用于各种领域，诸如小键盘、液晶显示（LCD）器件的背光、交通灯、飞机、汽车和灯。尤其是，白色LED可以代替现有的白炽灯泡和荧光灯，这将是一种形式的照明变革。

因为氮化物发光二极管（LED）在P型半导体的P掺杂中有局限性，所以存在用于通过降低导通电压和改善电流扩散效应来减少电流崩塌现象的技术需求。

发明内容

本发明提供了能够改善电流扩散效应和提高光功率的氮化物发光器件。

在下面的描述中，将部分陈述其它方面，根据下面的描述，其它方面在某种程度上将变得显而易见，或通过实施所提供的实施例可以得知。

本公开的一方面包括一种氮化物发光器件。所述氮化物发光器件包括：N型氮化物半导体层；P型氮化物半导体层；以及有源层，其形成在所述N型氮化物半导体层和所述P型氮化物半导体层之间。在所述P型氮化物半导体层中形成异质结结构。所述异质结结构包括：GaN层和掺有N型掺杂剂的N型Al_xIn_yGaN层，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，并且x+y=1；以及二维电子气（2DEG）层，其形成在所述GaN层和所述N型Al_xIn_yGaN层之间的界面中。

所述P型氮化物半导体层包括形成在所述有源层上的P型包覆层和形成在所述P型包覆层上的P型接触层，其中，在所述P型接触层或所述P型包覆层内部形成所述异质结结构。例如，所述P型接触层由P⁺-GaN形成，并且所述异质结结构形成在所述P型接触层内部。

在所述异质结结构中，所述GaN层形成于所述有源层处。

所述GaN层是未掺杂层。所述GaN层具有大约5nm到大约50nm的厚度。

所述N型Al_xIn_yGaN层的N型掺杂剂是Si。所述N型Al_xIn_yGaN层由包含从大约15%到大约45%的Al含量的AlGaN形成。所述N型Al_xIn_yGaN层具有在大约10nm到大约50nm的范围内的厚度。

本公开的另一方面涉及所述氮化物发光器件还包括：N型电极，其形成在所述N型氮化物半导体层上；以及P型电极，其形成在所述P型氮化物半导体层上并且由透明导电材料形成，其中，光通过所述P型电极发出。

根据本公开的另一方面，所述氮化物发光器件还包括：N型电极，其形成在所述N型氮化物半导体层上；以及P型电极，其形成在所述P型氮化物半导体层上，其中，所述氮化物发光器件可以具有外延向下（epi-down）型垂直结构。

根据本公开的另一方面，所述氮化物发光器件还包括：N型电极，其形成在所述N型氮化物半导体层上；P型电极，其形成在所述P型氮化物半导体层上；以及布线衬底，其接合到所述P型电极，其中，所述氮化物发光器件可以包括具有倒装芯片结构的阵列。

在根据本公开的各实施例的氮化物发光器件中，在P型氮化物半导体层中形成N-Al_xIn_yGaN/GaN的异质结结构以引发2DEG，从而由于所述2DEG的高载流子迁移率而增强了所述P型氮化物半导体层中的电流扩散效应。因而，即使施加了高功率，也能够防止电流集聚（current crowding）现象，因而可以提高氮化物发光器件的可靠性。同样，在所述异质结结构和所述P型氮化物半导体层之间形成了N⁺/P⁺的隧道（tunneling）结，因而可以提高对有源层的空穴注入效率，从而提高了光功率。

附图说明