[实用新型]一种高亮度LED

说明书

本实用新型公开了一种高亮度LED，包括衬底，所述衬底上依次生长有缓冲层、轻掺杂和重掺杂氮化物交替层、MQW有源层、p型半导体层，所述轻掺杂和重掺杂氮化物交替层上表面的裸露部分设有n电极，所述p型半导体层上设有p电极；所述轻掺杂和重掺杂氮化物交替层为轻掺杂氮化物层和重掺杂氮化物层分别通过电化学腐蚀形成的交替堆叠的低孔洞率多孔氮化物层与高孔洞率多孔氮化物层。本实用新型所公开的高亮度LED在降低成本的同时，还能提高发光效率，可重复性高，利于实际应用。

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，特别涉及一种高亮度LED。

背景技术

由于三族氮化物宽禁带半导体材料和器件在照明、显示、通讯和医疗等光电子和电力电子领域的应用更加广泛，作为第三代半导体代表的氮化物宽禁带半导体材料和器件成为世界各国争相抢占的新一代领域。LED由于具有体积小、成本低、单色性好、高效率等特点，在照明、显示和光通讯领域的应用前景广阔，已成为新一代电子信息技术-光电子领域研究的热点。

LED的主要研究工作集中在提高其发光效率，降低成本上。采用简单的生长和制备工艺来提高LED的发光效率是一种非常有效的提高LED性能，降低成本的手段。一种方法是通过在LED发光层下方外延或制备高反射层使从背面损失的光反射回来进行利用，从而提高LED的发光强度。

目前，采用的技术有通过外延生长AlGaN/GaN或AlInN/GaN反射结构；也有通过衬底移除和研磨抛光技术，采用介质反射层或金属反射层结构。通过外延生长技术制备的器件，往往需要很长的生长时间，或者由于晶格不匹配引起的应力导致DBR开裂；增加外延成本的同时增加了工艺难度；通过激光剥离、金属键合以及机械抛光工艺制备光电器件则不但由于衬底抛光减薄工艺非常难以控制，同时也增加了工艺成本。

所以，目前为止由于缺乏通过简单工艺制备有效的高亮度LED，使高亮度LED制备工艺复杂成本较高，而且难以控制。因此很有必要研制一种生长和制备工艺简单，成本低的技术实现高亮度LED的制备，克服制约其应用的瓶颈。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高亮度LED，以达到降低成本的同时，提高发光效率的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高亮度LED，包括衬底，所述衬底上依次生长有缓冲层、轻掺杂和重掺杂氮化物交替层、MQW有源层、p型半导体层，所述轻掺杂和重掺杂氮化物交替层上表面的裸露部分设有n电极，所述p型半导体层上设有p电极；所述轻掺杂和重掺杂氮化物交替层为轻掺杂氮化物层和重掺杂氮化物层分别通过电化学腐蚀形成的交替堆叠的低孔洞率多孔氮化物层与高孔洞率多孔氮化物层。

上述方案中，所述低孔洞率多孔氮化物层与高孔洞率多孔氮化物层交替堆叠形成反射结构，交替结构的对数大于等于1。

上述方案中，所述衬底为蓝宝石、硅、碳化硅或玻璃；所述缓冲层的材料为AlN、GaN、AlGaN中的一种或几种组合。

上述方案中，所述轻掺杂氮化物层和重掺杂氮化物层的掺杂剂为硅或锗，重掺杂氮化物层的掺杂浓度为5×10¹⁸～2×10²⁰cm^-3，轻掺杂氮化物层的掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁸cm^-3。

上述方案中，所述n电极和p电极均为金属电极，选自Ti、Al、Ni、Au、Cr金属之一或者任意组合。

上述方案中，所述p型半导体层为掺镁的AlGaN、AlInN、AlInGaN或GaN，掺镁的掺杂浓度为2×10¹⁸～1×10²⁰cm^-3。

上述方案中，所述MQW有源层为InGaN、AlGaN、AlGaInN或GaN。