一种发光二极管的外延结构及制造其光栅层的方法技术

技术编号:8656802 阅读:304 留言:0更新日期:2013-05-02 00:35
本发明专利技术涉及一种发光二极管的外延结构及制造其光栅层的方法,其在LED外延结构的p型半导体层的顶部沉积一层带有密集孔洞的光栅层,且所述光栅层的制造方法包括:在500℃~700℃温度下沉积一层高掺铟的InGaN层,沉积后相邻的铟元素形成铟团簇;在900℃~1050℃温度下,蒸发掉铟团簇,形成带有密集孔洞的光栅层。本发明专利技术利用光栅层的衍射效应,改变光强的分布,增加LED的出光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光二极管
,特别涉及。
技术介绍
基于发光二极管(LED)的固体照明光源,由于功耗低、寿命长、体积小以及可靠性高而备受青睐,在液晶显示器、一般照明及室外显示设备上都有着广泛的应用。同时LED灯作为一种节能环保的固体光源,具有广阔的应用前景。虽然GaN基LED已经产业化,但与白炽灯,荧光灯等照明光源的通用性相比,LED芯片还存在出光效率低的问题,这是由于LED有源层的半导体材料相比空气的高折射率,光在LED介质与空气的界面会发生全反射,大部分光不仅不能从LED中发射出来,反而在器件内部传播,被基底或有源层吸收转化为热能而消耗掉。因此如何采取有效措施使这部分光逃逸出来,减少界面间的全反射是提高LED出光效率的很重要的一个问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供,用于减少界面间的全反射和提高二极管出光效率。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种发光二极管的外延结构,包括从下至上依次沉积的衬底、过渡层、u型半导体层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层,在所述P型半导体层的顶部沉积一层带有密集孔洞的光栅层。本专利技术的技术方案还包括一种制造上述技术方案中所述光栅层的方法,包括以下步骤:在500°C 700°C温度下沉积一层高掺铟的InGaN层,沉积后相邻的铟元素形成铟团簇;在9001: 1050°C温度下,蒸发掉铟团簇,形成带有密集孔洞的光栅层。本专利技术的有益效果是:本专利技术的光栅层内部具有非规则形状的密集孔洞,单一波长的光经过P型半导体层出光后,经过光栅层发生衍射,增强出光。同时衍射光线相互间发生干涉,出光光强集中在垂直界面方向,能够减少LED与其它介质界面间的全发射,也能增强出光效率。附图说明图1为本专利技术所述发光二极管的外延结构的示意图;图2为本专利技术所述发光二极管的外延结构的光栅层示意图。附图中,各标号所代表的部件列表如下:1、衬底,2、过渡层,3、u型半导体层,4、n型半导体层,5、多量子阱层,6、p型半导体层,7、光栅层,8、孔洞。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本专利技术,并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示,本实施例提供了一种发光二极管的外延结构,包括从下至上依次沉积的衬底1、过渡层2、u型半导体层3、n型半导体层4、多量子阱层5和p型半导体层6,在所述P型半导体层6的顶部沉积一层带有密集孔洞8的光栅层7,并且光栅层7内部的孔洞8可以是非规则形状的。如图2所示,即为本实施例中光栅层的结构。对于上述的发光二极管的外延结构,本实施例还提供了其制造方法,包括:步骤1:1000 1100°C时,在MOCVD反应炉中将衬底I进行烘烤;步骤2:在530 550°C时,在衬底I上沉积过渡层2 ;步骤3:在1100°C左右,在过渡层2上依次沉积u型半导体层3和n型半导体层4;步骤4:在750°C左右,在n型半导体层上沉积多量子阱层5 ;步骤5:在800 1000°C时,在所述多量子阱层5上沉积p型半导体层6 ;步骤6:在500°C 700°C温度下沉积一层富含铟的InGaN层,沉积后其中相邻的铟元素形成铟团簇,之后加热至在900°C 1050°C温度下,蒸发掉铟团簇,形成带有密集孔洞的孔型的光栅层;步骤7:温度冷却到室温后,再将温度升高到500°C左右,将发光二极管在氮气中退火lOmin。其中步骤6即为制造本专利技术中所述光栅层的方法。对于上述各步骤,本实施例还提供了除光栅层外的各层的一些实施方式,如下:所述过渡层为GaN层;所述u型半导体层为未掺杂的GaN层;所述n型半导体层为掺杂Si的n型GaN层,其中Si的掺杂浓度为I X IO1Vcm3 5X IO2Vcm3 ;所述多量子讲层包括若干交替生长的量子讲和量子鱼,其中量子讲和量子鱼的数量在I至100之间,所述量子阱为AlyInxGa1IyN层,其中0<x≤l,0≤y< 1,所述量子鱼为AlaInbGa1IbN层,其中0<a≤ 1,0 ≤b < 1。所述p型半导体层为掺有Be或Mg的p型GaN层,Be或Mg的掺杂浓度为I X IO1Vcm3 9 X IO2Vcm3。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例,并不用以限制本专利技术,凡在本专利技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的外延结构,包括从下至上依次沉积的衬底(1)、过渡层(2)、u型半导体层(3)、n型半导体层(4)、多量子阱层(5)和p型半导体层(6),其特征在于:在所述p型半导体层的顶部沉积一层带有密集孔洞的光栅层(7)。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的外延结构,包括从下至上依次沉积的衬底(I)、过渡层(2)、u型半导体层(3)、n型半导体层(4)、多量子阱层(5)和p型半导体层(6),其特征在于:在所述p型半导体层的顶部沉积一层带有密集孔洞的光栅层(J)。2...

【专利技术属性】
技术研发人员:李四明靳彩霞董志江艾常涛李鸿建罗绍军
申请(专利权)人:武汉迪源光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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