本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化物發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體發(fā)光以及照明等領(lǐng)域，以氮化鎵及其他Ⅲ族氮化物為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料逐漸成為研究的熱門材料，由氮化鎵系半導(dǎo)體材料制作的LED藍(lán)綠光發(fā)光二極管已經(jīng)成功研制和應(yīng)用，并以其高效率、長壽命、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注，應(yīng)用在諸如室外全彩大屏顯示，LED路燈，汽車夜間行車燈，交通指示燈等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

目前的氮化鎵發(fā)光二極管，是通過在藍(lán)寶石、氮化硅或者硅等異質(zhì)襯底上外延生長制備的，由于材料本身性質(zhì)以及異質(zhì)外延晶格失配等原因，在外延層中會(huì)存在大量的殘余應(yīng)力和晶體缺陷，尤其是有源區(qū)中極化效應(yīng)十分明顯，降低了晶體質(zhì)量。雖然有研究發(fā)現(xiàn)在襯底上外延氮化鎵系材料之前先生長一層成核層以釋放晶格應(yīng)力，但是這種方法仍然無法徹底解決晶格失配問題，外延層中仍然存在大量的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種氮化物發(fā)光二極管，至少包括：一襯底及位于所述襯底上的緩沖層、N型層、量子阱層和P型層，其特征在于：所述N型層上表面包括復(fù)數(shù)個(gè)凸起及位于所述凸起之間的第一平坦部，所述凸起的側(cè)面由若干個(gè)第一傾斜面組成，所述第一傾斜面與所述第一平坦部的夾角為115~125°，所述第一傾斜面為半極性面。

優(yōu)選的，所述量子阱層由第二傾斜面和第二平坦部組成。

優(yōu)選的，所述第二傾斜面位于第一傾斜面上，所述第二平坦部位于第一平坦部上。

優(yōu)選的，所述第二傾斜面與所述第二平坦部的夾角為115~125°，所述第二傾斜面為半極性面。

優(yōu)選的，所述N型層的厚度為2~3μm。

優(yōu)選的，所述P型層依次包括P型電子阻擋層、高溫P-GaN層和P型接觸層。

優(yōu)選的，所述P型電子阻擋層具有第三傾斜面。

優(yōu)選的，所述P型電子阻擋層的厚度為200~500?。

優(yōu)選的，所述高溫P-GaN層的厚度為1~2μm。

優(yōu)選的，所述緩沖層的厚度為2~3μm。

本實(shí)用新型通過將N型層上表面設(shè)置成凸起狀，且凸起的側(cè)面由半極性的第一傾斜面組成，量子阱層優(yōu)先沉積于具有半極性的第一傾斜面上，故而減小了量子阱層與N型層之間的極性差異，降低了極化電場的強(qiáng)度，進(jìn)而減小量子局限斯塔克效應(yīng)。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 為本實(shí)用新型之氮化物發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)注：100：襯底；200：緩沖層；300：N型層；310：凸起；320：第一平坦部；330：第一傾斜面；400：量子阱層；410：第二傾斜面；420：第二平坦部；500：P型層；510：P型電子阻擋層；511：第三傾斜面；512：第三平坦部；520：高溫P型GaN層；530：P型接觸層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

參看附圖1，本實(shí)用新型提出一種氮化物發(fā)光二極管，至少包括：一襯底100及位于襯底100上的緩沖層200、N型層300、量子阱層400和P型層500，其中，襯底100為平片襯底或者圖形化襯底，為增加底部對(duì)光的反射，優(yōu)選藍(lán)寶石襯底100；同時(shí)，由于藍(lán)寶石襯底100與后續(xù)生長的外延層的晶格差異，優(yōu)先于藍(lán)寶石圖襯底100上生長一厚度為為2~3μm的緩沖層200，減小襯底100與外延層的晶格失配。N型層300為n型GaN層，厚度為2~3μm，主要用于提供電子；P型層500包括P型電子阻擋層510、高溫P型GaN層520和P型接觸層530，主要用于提供空穴；量子阱層400為InGaN/GaN周期性結(jié)構(gòu)，為電子-空穴的有效復(fù)合輻射區(qū)。

現(xiàn)有的LED外延結(jié)構(gòu)中，N型層300為表面平整結(jié)構(gòu)，后續(xù)生長的量子阱層400沉積于N型層300的極性面上，沉積于面上的InGaN/GaN量子阱中有強(qiáng)大的內(nèi)建電場，使得量子阱中電子-空穴的波函數(shù)彼此分離，造成電子與電洞的復(fù)合效率降低，同時(shí)內(nèi)建電場產(chǎn)生的量子局限斯塔克效應(yīng)（Quantum Stark Confined Effect，QCSE）造成嚴(yán)重的Droop效應(yīng)，即隨著注入電流密度的增加，發(fā)光二極管的發(fā)光效率降低的現(xiàn)象，其嚴(yán)重影響了大電流器件的應(yīng)用。本實(shí)用新型通過將N型層300上表面設(shè)置為具有復(fù)數(shù)個(gè)凸起310，相鄰?fù)蛊鹬g具有第一平坦部320，使凸起310的側(cè)面由若干個(gè)半極性的第一傾斜面330組成，而由于量子阱層400具有較強(qiáng)的極性，因此其優(yōu)先沉積于半極性的第一傾斜面330上，故而減小了量子阱層400與N型層300之間的極性差異，降低了極化電場的強(qiáng)度，進(jìn)而減小量子局限斯塔克效應(yīng)。

具體地，N型層300上表面的凸起310經(jīng)過蝕刻工藝制備，進(jìn)而使凸起310的表面主要為GaN的半極性面，由于半極性的晶面有r-plane、s-plane、plane，因此，為使第一傾斜面330為半極性面，本實(shí)施例通過刻蝕使第一傾斜面330與第一平坦部320的夾角為115~125°量化實(shí)現(xiàn)；凸起310的高度在1.5~1.7μm之間，以增大半極性面的面積，同時(shí)第一傾斜面330作為光的反射界面，提高光的外量子效率。后續(xù)沉積的量子阱層400因與N型層300上表面形狀相齒合而具有第二傾斜面410和第二平坦部420；即，第二傾斜面410位于第一傾斜面330上，第二平坦部420位于第一平坦部320上，第二傾斜面410與第二平坦部420的夾角同樣為115~125°，繼而使第二傾斜面同樣為半極性面，以進(jìn)一步降低量子阱層400的內(nèi)量子效應(yīng)。

位于量子阱層400上的P型電子阻擋層510主要用于阻擋N型層300電子過遷移現(xiàn)象，其厚度為200~500?，厚度較大時(shí)，雖然能起到較好的電子阻擋效果，但是對(duì)空穴的阻擋效果也相應(yīng)增強(qiáng)，當(dāng)然，所述P型電子阻擋層510的上表面具有第三傾斜面511和第三平坦部512，第三傾斜面511位于第二傾斜面410上，第三平坦部512位于第二平坦部420上，第三傾斜面511與第三平坦部512的夾角大于或者等于115~125°。本實(shí)施例中，優(yōu)選第三傾斜面511與第三平坦部512的夾角為115~125°；即，第三傾斜面511為半極性面，以進(jìn)一步減小極化效應(yīng)。同時(shí)，為得到表面平整的發(fā)光二極管，P型電子阻擋層510上設(shè)置有一厚度為1~2um的高溫P型GaN層520，以減少器件的漏電。

本實(shí)用新型通過在具有半極性的第一傾斜面上設(shè)置具有半極性傾斜面的量子阱層，以降低量子阱層的極化效應(yīng)，改善Droop效應(yīng)。

很明顯地，本實(shí)用新型的說明不應(yīng)理解為僅僅限制在上述實(shí)施例，而是包括利用本實(shí)用新型構(gòu)思的所有可能的實(shí)施方式。