[实用新型]一种可在小电流密度下提升发光效能的外延结构

说明书

本实用新型公开了一种可在小电流密度下提升发光效能的外延结构，用于蓝光LED，其包括依次设置于基底上的第一半导体层，有源区和第二半导体层；所述有源区包括相互间隔设置的至少一层垒层与至少一层阱层；所述阱层包括第一N‑GaN层，设于所述第一N‑GaN层上的电流均化层，以及设于所述电流均化层上的第二N‑GaN层；所述电流均化层通过在GaN中掺杂高电阻率材料形成。本实用新型通过在有源区设置N‑GaN+电流均化层+N‑GaN的阱层结构，使得LED外延结构在小电流情况下，有效提升电流的拥堵效应，使得小电流能够在阱层之中横向扩展，强化了扩散效应，从而达到了功率小、光效高的目的。

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种可在小电流密度下提升发光效能的外延结构。

背景技术

发光二极管，英文单词的缩写LED，主要含义：LED＝Light Emitting Diode，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，作为照明器件，相对传统照明器件，发光二极管有相当大优势——寿命长、光效高、无辐射、低功耗、绿色环保。目前LED主要用于显示屏、指示灯、背光源等领域。

LED节能是一个重大的指标，在美国LM80标准中，就有严格的标准。不过在LED低电流应用驱动下，电流会集中在部分区域，造成亮度无法均匀分布，也导致了发光效能无法提升，进一步影响产业的照明应用。

针对上述问题，专利申请201410742580.1提出了一种LED芯片，其在透明导电层的表面设置不同间隔的多个同心弧线沟槽；且所述弧线沟槽以所述P型电极为中心，越靠近所述P型电极所述弧线沟槽的间隔越大，越远离所述P型电极所述弧线沟槽的间隔越小。通过不同的间隔的弧线沟槽，逐渐增大透明导电层的电阻，使得电流在透明导电层内横向扩散时不会聚集在靠近N型电极的区域，从而减少电流拥堵效应；从而提升了LED芯片在小电流作用下的发光效率；但是在ITO层制备孔洞的工艺较为复杂，对透明导电层的性能要求较高，不利于推广。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种可在小电流密度下提升发光效能的外延结构，其能提升电流的使用效率，保证LED芯片亮度均匀，光效高。

本实用新型还要解决的技术问题在于，提供一种上述可在小电流密度下提升发光效能的外延结构的制备方法，其工艺简单。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可在小电流密度下提升发光效能的外延结构，用于蓝光LED，其包括依次设置于基底上的第一半导体层，有源区和第二半导体层；所述有源区包括相互间隔设置的至少一层垒层与至少一层阱层；

所述阱层包括第一N-GaN层，设于所述第一N-GaN层上的电流均化层，以及设于所述电流均化层上的第二N-GaN层；

所述电流均化层通过在GaN中掺杂电阻率＞2.4×10^-6Ω·cm的高电阻率材料形成。

作为上述技术方案的改进，所述高电阻率材料选自Al、B、Mg、氮化硅中的一种或多种；

所述电流均化层的电阻率＞10⁹Ω·cm。

作为上述技术方案的改进，所述阱层包括第一N-GaN层，设于所述第一N-GaN层上的电流均化层，设于所述电流均化层上的U-GaN层和设于所述U-GaN层上的第二N-GaN层。

作为上述技术方案的改进，所述阱层包括第一N-GaN层、第二N-GaN层，以及设于所述第一N-GaN层与第二N-GaN层之间的相互间隔设置的至少一层U-GaN层与至少一层电流均化层。

作为上述技术方案的改进，所述电流均化层中高电阻率材料的含量由所述第一N-GaN层到所述第二N-GaN层之间呈递减变化；

所述递减变化为连续变化、梯度变化或混合梯度变化。