[实用新型]一种氮化镓基发光二极管

说明书

本实用新型提供了一种氮化镓基发光二极管，涉及半导体光电技术领域，包括硅衬底，该氮化镓基发光二极管还包括：依次层叠于硅衬底之上的缓冲层、N型半导体层、发光层、电子阻挡层、P型半导体层及接触层；其中，缓冲层依次包括Al层、BN层及AlN层，Al层设于硅衬底之上，AlN层包括第一AlN层以及设于第一AlN层之上的第二AlN层，该缓冲层降低了硅衬底与N型半导体层之间的晶格失配，以使N型半导体层的应力释放，减少了位错的产生，提高N型半导体层的晶体质量，本实用新型能够解决现有技术中普遍存在硅衬底与氮化镓基外延层之间存在较大的晶格失配，造成氮化镓基外延层产生较大应力，导致位错的产生的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体光电技术领域，具体涉及一种氮化镓基发光二极管。

背景技术

随着半导体行业的不断发展，发光二极管作为新型照明光源，具有寿命长、节能、环保及安全等显著优点，其在照明与显示领域迅速发展。发光二极管，即LED，其是通过电子与空穴复合释放能量发光。发光二极管一般采用三族氮化物半导体材料，作为三族氮化物材料的代表，氮化镓(GaN)由于其优良的电子与光学性能成为发光二极管领域研究的前沿和热点，因此氮化镓基发光二极管在发光二极管中的应用尤为重要。

目前比较常见的氮化镓基发光二极管为在衬底上生长氮化镓材料，衬底的材质为硅、蓝宝石及碳化硅材料，但是由于蓝宝石衬底和碳化硅衬底成本较高，不容易实现大尺寸生长，而硅衬底成本低廉，易于集成以及大尺寸生产，一般选取硅衬底作为氮化镓基发光二极管的衬底，但是硅衬底与氮化镓基外延层之间存在很大晶格失配问题，高达16％，这种晶格失配会在氮化镓基外延层中引入较大的应力，造成穿透位错，会向上延伸穿透整个材料结构，当它延伸至氮化镓基发光二极管的发光层中，会导致发光层的晶体质量下降，降低了电子与空穴的辐射复合，从而降低氮化镓基发光二极管的发光效率，影响氮化镓基发光二极管的光电性能，除此之外，晶格失配将导致高温生长的氮化镓基外延层在降回室温状态时产生大量的裂纹，直接影响氮化镓基发光二极管的良品率与可靠性。

因此，现有的氮化镓基发光二极管普遍存在硅衬底与氮化镓基外延层之间存在较大的晶格失配，造成氮化镓基外延层产生较大应力，导致位错的产生的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氮化镓基发光二极管，旨在解决现有技术中硅衬底与氮化镓基外延层之间存在较大的晶格失配，造成氮化镓基外延层产生较大应力，导致位错的产生的技术问题。

本实用新型在于提供一种氮化镓基发光二极管，包括硅衬底，所述氮化镓基发光二极管还包括：

依次层叠于所述硅衬底之上的缓冲层、N型半导体层、发光层、电子阻挡层、P型半导体层及接触层；

其中，所述缓冲层依次包括Al层、BN层及AlN层，所述Al层设于所述硅衬底之上，所述AlN层包括第一AlN层以及设于所述第一AlN层之上的第二AlN层，所述第一AlN层设于所述BN层之上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：在硅衬底与N型半导体层之间加入缓冲层，利于N型半导体层的生长，以使N型半导体层的应力释放，提高N型半导体层的晶体质量，具体为，缓冲层依次包括Al层、BN层及AlN层，Al层防止Si_xN_y无定型层以及GaSi合金形成的作用，降低N型半导体层与硅衬底的热失配；氮化硼层降低AlN层与衬底间的强键合作用，降低位错密度并消除残余应力；AlN层包括第一AlN层以及第二AlN层，提供了高密度的AlN成核中心，降低了硅衬底与AlN层之间的自由能，提高了AlN层的晶体质量，从而提高了缓冲层的结晶质量，有利于N型半导体层的生长，降低硅衬底与N型半导体层之间的晶格失配，以使N型半导体层的应力释放，提高N型半导体层的晶体质量，减少了位错的产生，从而提高氮化镓基发光二极管的良品率和可靠性，从而解决了现有技术中硅衬底与氮化镓基外延层之间存在较大的晶格失配，造成氮化镓基外延层产生较大应力，导致位错的产生的技术问题。