[发明专利]发光二极管外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体光电子技术领域，尤其涉及一种发光二极管外延结构。

背景技术

大功率发光二极管(led)主要用在铁路照明、道路照明、井下照明，正在向民用照明发展，其节能环保效果显著。现有大功率蓝光发光二极管的外延结构是在衬片层的上面自下至上依次设有蓝宝石衬底、低温GaN(氮化镓)缓冲层、N-GaN接触、InGaN(铟氮化稼)/GaN发光层、P+GaN接触、Ni(镍)/Au(金)透明导电层。但是，该外延结构由于GaN与其衬底蓝宝石的晶格失配度相当大，也就是GaN与蓝宝石Al₂O₃晶格不匹配，所以在蓝宝石上生长GaN加大电流容易造成大量的晶格缺陷，而这些缺陷过多就会造成p-n结发生隧道击穿，从而大大降低器件抗静电能力，容易导致器件失效，影响其性能参数，导致这种外延结构做出的成管容易损害，其最大饱和电流每平方厘米500A，最大饱和电流太小，不能满足单颗3W/5W照明的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗静电能力好且最大饱和电流大的发光二极管外延结构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发光二极管外延结构，包括采用金刚石材料制成的金刚石衬底层；设于所述金刚石衬底层上的氮化镓缓冲层；设于所述氮化镓缓冲层上的半导体层，所述半导体层包括N型氮化镓半导体层、发光层以及P型氮化镓半导体层，所述发光层位于所述N型氮化镓半导体层与P型氮化镓半导体层之间；第一电极，所述第一电极电连接N型氮化镓半导体层；第二电极，所述第二电极电连接P型氮化镓半导体层。

作为一种优选的技术方案，所述金刚石衬底层的厚度为50-200μm。

作为一种优选的技术方案，所述发光层为铟镓氮/氮化镓量子阱发光层。

作为一种优选的技术方案，所述发光二极管外延结构还包括第一透明导电层，所述第一电极通过所述第一透明导电层电连接所述N型氮化镓半导体层。

作为一种优选的技术方案，所述发光二极管外延结构还包括第二透明导电层，所述第二电极通过所述第二透明导电层电连接所述P型氮化镓半导体层。

作为一种优选的技术方案，所述第一透明导电层和第二透明导电层均为由硅原子层、镍原子层、铍原子层和金原子层依次叠加生长的硅/镍/铍/金透明导电层。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：该发光二极管外延结构的衬底层为金刚石衬底层，将金刚石作为衬底生长氮化镓，由于金刚石与氮化镓的晶格匹配较好，从而使得发光二极管外延生长结构优良，缺陷小。而且金刚石具有高导热性能，将金刚石作为衬底，能将发光二极管内部产生的热量尽快疏导出去，降低了发光二极管内部的温度，提高了二极管的最大饱和电流，在加大电流的情况下发光效率仍继续增加，延长了发光二极管寿命，可作为照明光源的大功率发光二极管外延结构。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明：

附图是本发明实施例的结构示意图：

图中：1、金刚石衬底层；2、氮化镓缓冲层；3、N型氮化镓半导体层；4、发光层；5、P型氮化镓半导体层；6、第一透明导电层；7、第二透明导电层；8、第一电极；9、第二电极。

具体实施方式

发光二极管外延结构，如附图所示，包括：采用金刚石材料制成的金刚石衬底层1；设于所述金刚石衬底层1上的氮化镓缓冲层2；设于所述氮化镓缓冲层2上的半导体层，所述半导体层包括N型氮化镓半导体层3、发光层4以及P型氮化镓半导体层5，所述发光层4为铟镓氮/氮化镓量子阱发光层，所述发光层4位于所述N型氮化镓半导体层3与P型氮化镓半导体层5之间，且所述发光层4位于所述N型氮化镓半导体层3的部分区域上，所述N型氮化镓半导体层3部分暴露在外的区域上设有第一透明导电层6，所述第一透明导电层6上连接有第一电极8，在所述P型氮化镓半导体层5上设有第二透明导电层7，所述第二透明导电层7上设有第二电极9。