[發明專利]一種氮化鎵基LED的量子阱結構及生長方法

無效

• 申請號: 200910062769.5
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101587930A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 孫飛;魏世禎;劉玉萍
• 申請（專利權）人: 武漢華燦光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所
• 代理人: 胡里程

技術領域

本發明涉及一種氮化鎵基LED的量子阱的結構。本發明還涉及一種氮化鎵基LED的量子阱的生長方法。

背景技術

以GaN，InGaN，AlGaN合金為主的III-V族氮化物材料具有寬直接帶隙，強化學鍵，耐高溫等優良的性能。由于GaN的禁帶寬度為3.4eV，其復合發光位于紫外，因此在用GaN基制備可見光的光電子元器件時，都使用InGaN有源層，隨有源層厚度的變化，會發出覆蓋了從藍光，綠光到紅黃光的波段范圍。由于發光二極管(LED)作為顯示元件具有電壓低，亮度好，發光響應快等特性，因而被廣泛應用于顯示屏及照明領域。

目前，常見的氮化鎵基發光二極管結構為(見圖1)：發光二極管100包括：在襯底101上依次沉積緩沖層102；不摻雜的氮化鎵層103；n型氮化鎵層104；多層量子阱結構105；p型導電的氮化鋁鎵層106；p型導電的氮化鎵層107；接觸層108；接觸層108上的p電極109及在n型導電的氮化鎵層104上的n電極110.其中多層量子阱結構105采用相同模式生長(包含相同的勢阱層113與勢壘層114)，即所有量子阱的勢阱層的厚度、勢壘層的厚度都相同。

藍移是目前氮化鎵基發光二極管中存在的一個主要問題，不穩定的藍移量會給穩定生產和器件在不同應用電流下發光亮度保持一致性帶來不可估量的影響，所以，藍移量的穩定是發光二極管的制造商們一直在努力尋求解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種量子阱結構和生長方法保持藍移量的穩定。

本發明的技術方案為：為解決上述問題，本發明所提出的量子阱的結構和生長方法主要是：形成多量子阱結構時，數目上形成X+Y(1≤X≤10，1≤Y≤20)的生長方式，即先生長X個量子阱，再生長Y個(與前X個量子阱具有不同勢阱層或勢壘層)量子阱。其余工藝按照常規生長工藝生長，量子阱方式的改變主要目的是為了維持生產過程中藍移量的穩定性。

按照上述方法制備的氮化鎵基LED結構為：在襯底上依次沉積有緩沖層、未摻雜氮化鎵層、n型導電氮化鎵層、X+Y(前X個量子阱與后Y個量子阱有不同的勢阱層或勢壘層)型多層量子阱、p型導電氮化鋁鎵層、p型導電氮化鎵層、接觸層和其上的p電極，以及n型導電氮化鎵層上的n電極。

本發明所制備的一種結構形成多量子阱結構時，在數目上形成X+Y(1≤X≤10，1≤Y≤20)的生長方式(前X個量子阱的勢阱層厚度W_X小于后Y個量子阱的勢阱層的厚度W_Y，即0＜W_X＜W_Y；由于量子阱的壓電極化效應會因量子阱離n型層的遠近而不同，即越靠近n型層，量子阱的壓電極化效應越弱，其發光波長會越長。如果用相同的量子阱(相同的勢阱層厚度與相同的勢壘層厚度)形成多量子阱結構的時候，那么光致發光設備所測得的波長會受到最靠近n型層的幾個量子阱的影響，同時，電致發光所測得的量子阱僅限于后幾個，從而使得藍移量不穩定。然而，采用X+Y型多層量子阱，因為厚度比較薄的勢阱層(前X個)發光波長比較短，其發出的光可以被厚度比較厚的勢阱層(后Y個)所吸收，所以，在利用光致發光設備對此結構進行測量時，其測得的實際發光的量子阱可以僅限于后Y個，這就與電致發光所激發的量子阱相近似，所以實現了兩種測量方式測得的波長之間的差值(藍移量)穩定。

本發明的優點在于：通過這種生長方式，使得在光致發光設備測量波長時所探測到的發光的量子阱與電致發光時測得的發光的量子阱相同，從而維持了藍移量的穩定性。

附圖說明

圖1a是常見的氮化鎵基LED的結構示意圖；

圖1b是常見的氮化鎵基LED的的量子阱能帶圖；

圖2a是本發明的實施例氮化鎵基LED的結構示意圖；

圖2b是本發明的實施例氮化鎵基LED的量子阱能帶圖；

圖3a是本發明的實施例氮化鎵基LED的結構示意圖；

圖3b是本發明的實施例氮化鎵基LED的量子阱能帶圖；

圖4a是本發明的實施例氮化鎵基LED的結構示意圖；

圖4b是本發明的實施例氮化鎵基LED的量子阱能帶圖。

具體實施方式

實施例1