一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构，涉及发光二极管外延技术领域。本发明专利技术从下至上依次包括蓝宝石衬底、AlN缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、有源区、电子阻挡层和P型GaN层。其结构特点是，所述P型GaN层包括生长厚度较薄的薄P‑GaN层、厚度较厚的厚P‑GaN层以及依次生长在薄P‑GaN层和厚P‑GaN层上方的低浓度P‑GaN层、超高浓度薄P‑GaN层和高浓度厚P‑InGaN层。所述薄P‑GaN层与厚P‑GaN层交替生长，或者厚P‑GaN层与薄P‑GaN层交替生长，交替生长周期为6‑20个周期。P型GaN层中掺杂Mg元素或者同时掺杂Mg元素和In元素。本发明专利技术不但能够降低工作电压，还能够提高抗静电能力，有效提高LED的发光效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管外延
，具体涉及一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构。
技术介绍
目前，随着LED行业的快速发展,人们对亮度的需求越来越高，很多专家学者，不断的提出有助于提高亮度的新材料和新结构。其中蓝光LED广泛应用在背光、照明领域。蓝光LED芯片与适应的荧光粉封装后发出白光，能够取代传统高能耗照明。因此如何提高蓝光LED亮度和光效非常重要。在蓝光LED外延结构中P型GaN层是十分重要的一层。现有技术中，蓝光LED外延结构包括蓝宝石衬底1、GaN缓冲层2、U型GaN层3、N型GaN层4、有源区5、电子阻挡层6和P型GaN层7，如图1所示。但是上述结构中的P型GaN层7存在以下缺点：首先，P型GaN层的电阻相对较高，使其电压相对较高，影响其整体的发光效率，抗静电能力；其次，P型GaN层中杂质Mg难以有效掺入GaN晶格中，不能形成有效的空穴，影响电子复合发光效率，影响P电极接触电压，从而影响蓝光LED整体的工作电压和发光效率；最后，P型GaN层的晶体质量对整个外延结构性能提升很关键。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺点，本专利技术的目的是提供一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构。它不但能够降低工作电压，还能够提高抗静电能力，有效提高LED的发光效率。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现：一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构，它从下至上依次包括蓝宝石衬底、AlN缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、有源区、电子阻挡层和P型GaN层。其结构特点是，所述P型GaN层包括生长厚度较薄的薄P-GaN层、厚度较厚的厚P-GaN层以及依次生长在薄P-GaN层和厚P-GaN层上方的低浓度P-GaN层、超高浓度薄P-GaN层和高浓度厚P-InGaN层。所述薄P-GaN层与厚P-GaN层交替生长，或者厚P-GaN层与薄P-GaN层交替生长，交替生长周期为6-20个周期。P型GaN层中掺杂Mg元素或者同时掺杂Mg元素和In元素。在上述蓝光LED外延结构中，所述薄P-GaN层为高浓度层，薄P-GaN层的厚度为10-30埃，生长P型，掺杂的Mg元素浓度为6x1019cm3-4x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为1x1017cm3~4x1017cm3。厚P-GaN层为低浓度层，厚P-GaN层的厚度为20-80埃，生长P型，掺杂的Mg元素浓度为6x1019cm3-4x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为1x1017cm3~4x1017cm3。低浓度P-GaN层厚度为70-90埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为6x1019cm3~9.5x1019cm3。超高浓度薄P-GaN层厚度为30-40埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为6x1020cm3~9x1020cm3；高浓度厚P-InGaN层厚度为15-25埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为2x1020cm3~5x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为2.4x1019cm3~2.4x1020cm3。在上述蓝光LED外延结构中，所述P型GaN层的生长温度为800-1000℃，生长压力为180-300torr，P型GaN层在氮气、氢气或者氢氮混合气环境中生长。在上述蓝光LED外延结构中，所述P型GaN层采用P-InGaN或者PGaN中的任一种，所述薄P-GaN层与厚P-GaN层交替生长采用InGaN/GaN、InGaN/InGaN或者GaN/GaN中的任一种。本专利技术由于采用了上述结构，将P型GaN层分为两大部分。第一大部分薄P-GaN层为高浓度生长部分，主要是为了通过高浓度来降低工作电压，高浓度条件下要生长薄P-GaN层，是因为生长过厚会产生较多的缺陷，使后面的晶体质量变差，从而影响亮度和电性。第二大部分厚P-GaN层为低浓度厚生长部分，是为了将高浓度产生的大缺陷将其覆盖住，以提高晶体质量。同现有技术相比，本专利技术通过此种生长结构，既可以提高掺杂浓度，形成更多有效空穴，提高与电子复合的发光效率，又可以降低工作电压，还可以保证晶体质量，一定程度上改善整体的抗静电能力。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1是现有技术中LED外延结构示意图；图2是本专利技术的一种LED外延结构示意图。具体实施方式参看图2，本专利技术能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构从下至上依次包括蓝宝石衬底1、AlN缓冲层2、U型GaN层3、N型GaN层4、有源区5、电子阻挡层6和P型GaN层7。P型GaN层7包括生长厚度较薄的薄P-GaN层8、厚度较厚的厚P-GaN层9以及依次生长在薄P-GaN层8和厚P-GaN层9上方的低浓度P-GaN层10、超高浓度薄P-GaN层11和高浓度厚P-InGaN层12。薄P-GaN层8与厚P-GaN层9交替生长，或者厚P-GaN层9与薄P-GaN层8交替生长，交替生长周期为6-20个周期。P型GaN层7中掺杂Mg元素或者同时掺杂Mg元素和In元素。薄P-GaN层8为高浓度层，薄P-GaN层8的厚度为10-30埃，生长P型，掺杂的Mg元素浓度为6x1019cm3-4x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为1x1017cm3~4x1017cm3。厚P-GaN层9为低浓度层，厚P-GaN层9的厚度为20-80埃，生长P型，掺杂的Mg元素浓度为6x1019cm3-4x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为1x1017cm3~4x1017cm3。低浓度P-GaN层10厚度为70-90埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为6x1019cm3~9.5x1019cm3。超高浓度薄P-GaN层11厚度为30-40埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为6x1020cm3~9x1020cm3。高浓度厚P-InGaN层12厚度为15-25埃，生长P型，掺杂Mg元素浓度为2x1020cm3~5x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为2.4x1019cm3~2.4x1020cm3。P型GaN层7的生长温度为800-1000℃，生长压力为180-300torr，P型GaN层7在氮气、氢气或者氢氮混合气环境中生长。P型GaN层7采用P-InGaN或者PGaN中的任一种，所述薄P-GaN层8与厚P-GaN层9交替生长采用InGaN/GaN、InGaN/InGaN或者GaN/GaN中的任一种。本专利技术中P型GaN层7的具体生长可以采用以下实施方式：实施例一：生长P型GaN层7，温度为800℃，生长压力为200-210torr，在氮气、氢气或者氢氮混合环境中生长8个周期。首先生长高浓度薄P-GaN层8的厚度为10埃，生长P型，掺杂元素Mg，掺杂浓度为8x1019cm3cm3，同时掺入元素In，掺杂浓度为2x1017cm3；其次生长低浓度厚P-InGaN层9，生长温度为900℃，生长压力为200torr，生长厚度为20埃，生长P型，掺杂元素为Mg，掺杂浓度为6x1019cm3，同时掺入元素In,掺杂浓度为2x1017cm3；再其次生长低浓度P-GaN层10生长温度为930℃，生长压力为210torr，厚度为72埃，生长P型，掺杂元素为Mg，掺杂浓度为6x1019cm3；接着再次生长超高浓度薄P-GaN层11生长温度为930℃，生长压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构，它从下至上依次包括蓝宝石衬底（1）、AlN缓冲层（2）、U型GaN层（3）、N型GaN层（4）、有源区（5）、电子阻挡层（6）和P型GaN层（7），其特征在于：所述P型GaN层（7）包括生长厚度较薄的薄P‑GaN层（8）、厚度较厚的厚P‑GaN层（9）以及依次生长在薄P‑GaN层（8）和厚P‑GaN层（9）上方的低浓度 P‑GaN层（10）、超高浓度薄P‑GaN层（11）和高浓度厚P‑InGaN层（12），所述薄P‑GaN层（8）与厚P‑GaN层（9）交替生长，或者厚P‑GaN层（9）与薄P‑GaN层（8）交替生长，交替生长周期为6‑20个周期，P型GaN层（7）中掺杂Mg元素或者同时掺杂Mg元素和In元素。
【技术特征摘要】
1.一种能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构，它从下至上依次包括蓝宝石衬底（1）、AlN缓冲层（2）、U型GaN层（3）、N型GaN层（4）、有源区（5）、电子阻挡层（6）和P型GaN层（7），其特征在于：所述P型GaN层（7）包括生长厚度较薄的薄P-GaN层（8）、厚度较厚的厚P-GaN层（9）以及依次生长在薄P-GaN层（8）和厚P-GaN层（9）上方的低浓度P-GaN层（10）、超高浓度薄P-GaN层（11）和高浓度厚P-InGaN层（12），所述薄P-GaN层（8）与厚P-GaN层（9）交替生长，或者厚P-GaN层（9）与薄P-GaN层（8）交替生长，交替生长周期为6-20个周期，P型GaN层（7）中掺杂Mg元素或者同时掺杂Mg元素和In元素。2.根据权利要求1所述能提高抗静电能力和发光效率的蓝光LED外延结构，其特征在于：所述薄P-GaN层（8）为高浓度层，薄P-GaN层（8）的厚度为10-30埃，生长P型，掺杂的Mg元素浓度为6x1019cm3-4x1020cm3，同时掺杂In元素浓度为1x1017cm3~4x1017cm3；厚P-GaN层（9）为低浓度层，厚P-GaN层（9）的厚度为20-80埃，生长P型，掺杂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷城，王朋乔，林政志，曾颀尧，李鹏飞，
申请(专利权)人：南通同方半导体有限公司，同方股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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