本发明专利技术公开了一种ZnO衬底外延结构及其制作方法，以及含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构。所述外延结构的外延片包括从下至上依次设置的ZnO衬底、GaN过渡层、第一N-GaN接触层、掺杂Si和Zn的In0.2Ga0.8N/GaN多量子阱发光层、第一P-GaN接触层、N-GaN级联层、第二N-GaN接触层、掺杂Si和Zn的In0.49Ga0.51N/GaN多量子阱发光层和第二P-GaN接触层。本发明专利技术的ZnO衬底外延结构及芯片结构不用涂覆荧光粉，因此从根本上摆脱了荧光粉的束缚，发光质量好、显色性好、提高了工作稳定性和使用寿命，减少了封装工序，可以使从白光LED的外延、芯片、封装、应用整个产业链的生产工艺简化，生产效率高，适于大批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体照明
，具体地说，涉及一种ZnO衬底外延结构及其制作方法，以及包含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构。
技术介绍
白光LED具有节能、环保、寿命长、可以工作在高速状态等诸多优点，其用途越来越广，政府正大力推广。目前，通常采用蓝光LED激发非透明的黄色荧光粉通过波长转换来制作白光LED，由于蓝光LED持续点亮会造成温度升高，波长转换材料会发生退化，蓝光芯片发出的光通过黄色荧光粉时会发生散射吸收等现象，使得出光效率不高，同时由于黄色荧光粉涂覆厚度的不均勻也会带来黄色光圈、蓝色光斑、白光色温不一致等问题，由此使得用蓝光LED激发黄色荧光粉生产的白光LED显色性差、稳定性差。如何提高现有的白光LED的显色性能和稳定性正成为当今大家最为关心的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现状提供一种显色性好、稳定性好的 ZnO衬底外延结构及制作方法以及包含有该外延结构的ZnO衬底芯片结构。为解决上述关于SiO衬底外延结构的技术问题，本专利技术的技术方案是一种SiO衬底外延结构，包括外延片，所述外延片包括从下至上依次设置的ZnO衬底、GaN过渡层、第一 N-GaN接触层、掺杂Si和Si的In(1.2G￡ia8N/GaN多量子阱发光层、第一 P-GaN接触层、N-GaN 级联层、第二 N-GaN接触层、掺杂Si和Si的Ina49GEia 51N/GaN多量子阱发光层和第二 P-GaN 接触层。作为优选，所述ZnO衬底的厚度为50 200um。作为优选，所述GaN过渡层的厚度为10 100 nm。作为优选，所述第一 N-GaN接触层、第二 N-GaN接触层的厚度均为200 1000 nm。作为优选，所述掺杂Si和Si的Ina2Giia8NAiaN多量子阱发光层的厚度为1000 IOOOOnm0作为优选，所述第一 P-GaN接触层、第二 P-GaN接触层的厚度均为80 600nm。作为优选，所述N-GaN级联层的厚度为100 1000 nm。作为优选，所述掺杂Si和Si的La49Giia51NAiaN多量子阱发光层的厚度为1000 IOOOOnm0为解决上述关于ZnO衬底外延结构的制作方法技术问题，本专利技术的技术方案是 一种ZnO衬底外延结构的制作方法，包括生长外延片步骤，所述生长外延片步骤包括(a)将ZnO衬底送入外延炉，在605 615°C生长GaN过渡层，所述GaN过渡层的厚度为 10 100 nm;(b)在所述外延炉内，在1055 1065°C生长第一N-GaN接触层，所述第一 N-GaN接触层的厚度为200 1000 nm；(c)在所述外延炉内，以氮气作保护，在685 695°C生长掺杂Si和Si的Ina2Giia8N/ GaN多量子阱发光层，所述掺杂Si和Si的Ina2Giia8NZGaN多量子阱发光层的厚度为1000 IOOOOnm ；(d)在所述外延炉内，在995 1005°C生长第一P-GaN接触层，所述第一 P-GaN接触层的厚度为80 600nm ；(e)在所述外延炉内，在905 1005°C生长N-GaN级联层，所述N-GaN级联层的厚度为 100 1000 nm ；(f)在所述外延炉内，以氮气作保护，在685 695°C生长掺杂Si和Si的Ina49G^l51N/ GaN多量子阱发光层，所述掺杂Si和Si的Ina49Giia51NZGaN多量子阱发光层的厚度为 1000 IOOOOnm ；(g)在所述外延炉内，在995 1005°C生长第二P-GaN接触层，所述第二 P-GaN接触层的厚度为80 600nm，即制得外延片。为解决上述关于SiO衬底芯片结构的技术问题，本专利技术的技术方案是一种SiO衬底芯片结构，包括以上所述的外延片；在所述外延片的第二 P-GaN接触层上设置有P电极， 在第一 N-GaN接触层上设置有N电极。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是由于本专利技术的ZnO衬底外延结构是在同一块ZnO衬底上分别生长同时掺杂Si和Si的Ina2Giia8NAiaN多量子阱发光层和 In0.49Ga0.51N/GaN多量子阱发光层来得到白光。在500 560nm之间，可以得到宽带波长的施主-受主对，Si和Si会发生施主-受主对相关的宽带辐射，而InGaN多量子阱LED发生带边辐射，二者结合就会产生白光。这种掺杂Si和Si的InrGanN-GaN多量子阱LED的场致发光光谱与荧光粉转换得到的白光LED的光谱非常相似。经过测量，其色温为6300K， 色坐标为(0. 316,0. 312)。由于本专利技术的ZnO衬底外延结构以及包含有该外延结构的ZnO 衬底芯片结构不用涂覆荧光粉，因此从根本上摆脱了荧光粉的束缚，其发光质量好、显色性好、稳定性好，提高了工作稳定性和使用寿命，减少了封装工序，可以使从白光LED的外延、 芯片、封装、应用整个产业链的生产工艺简化，生产效率高，适于大批量生产。ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在室温下，氧化锌的能带隙约为3. 3 eV。高能带隙为ZnO带来击穿电压高、维持电场能力强、电子噪声小、可承受功率高等优点。而相对于能带隙同样很高的通常采用的氮化镓材料，ZnO具有更大的激子结合能(室温下约60meV)，因而发光亮度更高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明 图1是本专利技术实施例中的外延结构示意图2是本专利技术实施例中的芯片结构示意图中1-Zn0衬底；2- GaN过渡层；3-第一N-GaN接触层；4-掺杂Si和Si的Ina2GEia8N/ GaN多量子阱发光层；5-第一 P-GaN接触层；6- N-GaN级联层；7-第二 N-GaN接触层；8-掺杂Si和Zn的In0.49Ga0.51N/GaN多量子阱发光层；9-第二 P-GaN接触层；IO-P电极；11-N电极。具体实施方式如图1所示，一种ZnO衬底外延结构，包括外延片，所述外延片包括从下至上依次设置的ZnO衬底1、GaN过渡层2、第一 N-GaN接触层3、掺杂Si和Zn的In0.2Ga0.8N/GaN多量子阱发光层4、第一 P-GaN接触层5、N-GaN级联层6、第二 N-GaN接触层7、掺杂Si和Si 的Ina49Giia51NAiaN多量子阱发光层8和第二 P-GaN接触层9。ZnO衬底为纳米级材料，能带隙宽，折射率高、透光率高，具有优良的荧光效应及电致发光功能。其中，所述ZnO衬底1的厚度为50 200um，最好为100 um。其中，所述GaN过渡层2的厚度为10 100 nm，最好为50 nm。其中，所述第一 N-GaN接触层3、第二 N-GaN接触层7的厚度均为200 1000 nm, 最好为500 nm。其中，所述掺杂Si和Si的Ina2Giia8NAiaN多量子阱发光层4的厚度为1000 lOOOOnm，最好为 2000 nm。其中，所述第一 P-GaN接触层5、第二 P-GaN接触层9的厚度均为80 600nm，最好为250 nm。其中，所述N-GaN级联层6的厚度为100 1000 nm，最好为200nm。其中，所述掺杂Si和Si的Ina49Giia51NAiaN多量子阱发光层8的厚度为1000 lOOOOnm，最好本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪英杰，吉爱华，王凯敏，
申请(专利权)人：内蒙古华延芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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