[發明專利]一種氮化物發光二極管結構

有效

• 申請號: 201110377942.8
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102437262A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 劉軍林;江風益;王立;蒲勇;張萌;方文卿
• 申請（專利權）人: 南昌黃綠照明有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/14;H01L33/12
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，尤其是涉及一種族（化學元素周期表中的族元素）的氮化物發光二極管結構，即AlInGaN材料體系的發光二極管結構。

背景技術

隨著近年來????????????????????????????????????????????????族氮化物發光材料生長與器件制造技術的不斷成熟，發光二極管（LED）已經在照明領域變得非常有競爭力。目前，InGaN/GaN基功率型LED已廣泛應用于各種特種照明市場，然而在通用照明市場的應用仍相對較少。其中最重要的一個原因是目前LED燈具的成本偏高。從LED本身來看，降低成本的方法有很多，其中一個重要方法就是提高單位芯片面積的工作電流（即電流密度），這樣一個芯片可以當多個芯片使用，成本自然會下降。但目前InGaN/GaN基LED芯片在較大電流密度時，隨著電流密度的升高，發光效率會明顯下降，這就是所謂的發光效率衰退效應（即Droop效應）。

目前對Droop效應的成因眾說紛紜，主要有缺陷引起的非輻射復合、俄歇復合、載流子溢出等。載流子溢出（一般指電子溢出量子阱）是一個普遍被大家所接受的導致Droop效應的重要因素，研究者已經從實驗以及理論上證明了它對發光效率下降的影響，也不斷在研究解決載流子溢出從而減緩Droop效應的方法。載流子溢出是由于量子阱內的應力引起的能帶彎曲以及電子與空穴的分布不匹配等因素引起的。因此，要減緩Droop效應，我們必須要通過控制量子阱內的應力，減少能帶彎曲，并優化載流子（電子和空穴）在量子阱中的分布來減少載流子溢出的幾率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠減緩Droop效應、提高內量子效率、降低制造成本的氮化物發光二極管結構。

本發明的目的是這樣實現的：

一種氮化物發光二極管結構，包括襯底?101，在襯底?101上設有緩沖層?201，在緩沖層?201上設有n型層300和p型層800，特征是：所述n型層300由從下向上依次疊加的n-GaN?301、n型層內量子阱層400和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N:Si電子注入層?501構成，其中0≤x≤1,?0≤y≤1，Si摻雜濃度為1×10¹⁸─1×10¹⁹?cm^-3所述p型層800由從下向上依次疊加的p型層內發光阱層700和?p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N?801構成，其中0≤x≤1,?0≤y≤1；在n型層300和p型層800之間設有主發光阱層600。

n型層內量子阱層400是由從下向上依次疊加的In_xGa_(1-x)N量子阱401和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N勢壘402組成的周期結構，周期數為k,其中0≤x≤1,?0≤y≤1,?1≤k≤20。

p型層內發光阱層700是由從下向上依次疊加的p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N空穴注入層701、第一Al_xIn_yGa_(1-x-y)N雜質擴散阻擋層702、In_xGa_(1-x)N量子阱703和第二Al_xIn_yGa_(1-x-y)N雜質擴散阻擋層704組成的周期結構，周期數為m,?其中0≤x≤1,?0≤y≤1,?1≤m≤10，p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N空穴注入層內摻Mg濃度為1×10¹⁹─2×10²⁰cm^-3。

主發光阱層600由In_xGa_(1-x)N量子阱601和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N勢壘602組成的周期結構，周期數為n,其中0≤x≤1,?0≤y≤1,?1≤n≤20，