[發明專利]一種非對稱多量子阱結構的藍光LED及其制作方法

有效

• 申請號: 200810208079.1
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101459216A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 劉善鵬;李淼;董云飛;潘堯波;郝茂盛
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司;彩虹集團公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉;尹麗云

1.一種非對稱多量子阱結構的藍光LED，包括藍寶石襯底層、未摻雜的GaN層、n型GaN層、有源區及p型GaN層，上述五者依次排列，其特征在于：所述有源區包括一個或連續兩個窄能隙量子阱結構區、及在所述窄能隙量子阱結構區上連續生長的至少五個藍光量子阱結構區；

所述窄能隙量子阱結構區先生長窄能隙量子阱勢壘層，再生長窄能隙量子阱勢阱層；所述藍光量子阱結構區先生長藍光量子阱勢阱層，再生長藍光量子阱勢壘層；有源區的生長以勢壘層開始，并以勢壘層結束；相鄰兩個藍光量子阱結構區共用所述藍光量子阱勢壘層，相鄰的窄能隙量子阱結構區及藍光量子阱結構區共用所述窄能隙量子阱勢壘層，且在所述有源區包括連續兩個宅能隙量子阱結構區的情況下，相鄰兩個窄能隙量子阱結構區共用所述窄能隙量子阱勢壘層；

其中，所述窄能隙量子阱結構區的勢壘層厚度薄于8nm，以增加電子的隧穿幾率，所述窄能隙量子阱結構區的勢阱層厚度厚于3nm，以增加窄能隙量子阱儲存電子的能力，所述藍光量子阱的勢阱層薄于2nm，以增加電子空穴輻射復合的幾率；

所述每一個窄能隙量子阱結構區的勢阱層的銦組份介于25％-35％之間，所述每一個藍光量子阱結構區的勢阱層的銦組份介于10％-15％之間。

2.如權利要求1所述的非對稱多量子阱結構的藍光LED，其特征在于：所述每一個窄能隙量子阱結構區的勢阱層優選厚度為3nm-4nm，所述每一個窄能隙量子阱結構區的勢壘層優選厚度為5-8nm。

3.如權利要求1所述的非對稱多量子阱結構的藍光LED，其特征在于：所述每一個藍光量子阱結構區的勢阱層優選厚度為1-2nm，所述每一個藍光量子阱結構區的勢壘層優選厚度為10-15nm。

4.一種制作非對稱多量子阱結構的藍光LED的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在藍寶石襯底上依次生長未摻雜的GaN層及n型GaN層；

步驟2、在所述n型GaN層上生成一個或兩個高銦組份的窄能隙量子阱結構區，其中，制作所述高銦組份窄能隙量子阱結構區的勢壘層的工藝條件為：生長溫度范圍為750℃-850℃，反應腔壓力范圍為100-400Torr，NH₃流速范圍為10-24L/min，TEGa流速范圍為200-300sccm，制作所述高銦組份的窄能隙量子阱結構區的勢阱層的工藝條件為：銦組份介于25％-35％之間，反應腔壓力范圍為100-400Torr，生長溫度范圍為650℃-720℃，NH₃流速范圍為10-24L/min，TEGa的流速范圍為40-180sccm，TMIn流速為600sccm-700sccm；

步驟3、在所述高銦組份窄能隙量子阱結構區上生長至少5個藍光量子阱結構區，其中，?制作所述藍光量子阱結構中的藍光量子阱勢壘層的工藝條件為：生長溫度范圍為790-930℃，反應腔壓力范圍為100-400Torr，NH3流速范圍為10-24L/min，TEGa流速范圍為200-300sccm，制作所述藍光量子阱結構中的藍光量子阱勢阱層的工藝條件為：反應腔壓力范圍為100-400Torr，生長溫度范圍為680-780℃，NH₃流速范圍為10-24L/min，TEGa流速范圍為40-180sccm，TMIn流速范圍為450-480sccm；

步驟4、在所述藍光量子阱結構區上生成p型GaN層。

5.如權利要求4所述制作的非對稱多量子阱結構的藍光LED的方法，其特征在于：所述窄能隙量子阱結構區的勢壘層及勢阱層的生長溫度比所述藍光量子阱勢壘層和勢阱層的生長溫度低40℃-80℃。?