[實用新型]一種GaN基發光二極管外延結構

有效

• 申請號: 201720252826.6
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206558531U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王國斌;徐春陽;邢志剛;張偉
• 申請（專利權）人: 中晟光電設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

技術領域

本實用新型實施例涉及半導體發光器件技術領域，尤其涉及一種GaN基發光二極管外延結構。

背景技術

發光二極管作為固態光源以其高亮度、長壽命、節能環保以及體積小等優點成為國際半導體和照明領域研發與產業關注的焦點。發光二極管結構的內量子效率對其亮度和發光效率有著決定性的影響，因此，發光二極管外延片要提高發光料率，最根本的辦法就是要提高外延結構的內量子效率。

在發光二極管中，電子是多數載流子，有效質量小，遷移率高，空穴是少數載流子，有效質量大，遷移率低，空穴與電子在有源區發生復合的效率為發光二極管發光的內量子效率。為了提高內量子效率，也即提高發光效率，需要產生的電子和空穴盡可能多的在有源區發生復合。現有的提高內量子效率的技術方案主要集中在p型GaN側，通常在有源區與p型之間插入一層高勢壘層，也叫電子阻擋層，其結構圖與能帶示意圖分別如圖1，2所示，如圖1所示，發光二極管外延結構包括襯底101、N型半導體層102、多量子阱有源區103、電子阻擋層104以及P型半導體層105，利用電子阻擋層這一高勢壘層限制遷移過快及過多的電子越過有源區、直接進入p型區域，而將其擋在有源區區域，與空穴發生復合產生有源區對應波段的光。

但是，上述技術方案的高勢壘層，需要高于量子阱區域帶寬的材料，一般為高Al組分的AlGaN組成，由于Al的預反應劇烈，導致高組分的AlGaN的生 長難度很大，而且會污染腔體環境。隨著高電流密度的大功率LED的發展，高勢壘層無論從可行性還是對電子的阻擋作用來講都會變得非常有限。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型實施例提供一種GaN基發光二極管外延結構，以解決現有技術中采用電子阻擋層提高內量子效率可行性較低的技術問題。

本實用新型實施例提供了一種GaN基發光二極管外延結構，包括：

襯底；

第一類型外延層，位于所述襯底上；

電子隧道層，位于所述第一類型外延層上遠離所述襯底的一側，用于控制所述第一類型外延層提供的電子形成隧道效應；

量子阱結構層，位于所述電子隧道層上遠離所述第一類型外延層的一側；

第二類型外延層，位于所述量子阱結構層上遠離所述電子隧道層的一側。

本實用新型實施例提供的GaN基發光二極管外延結構，GaN基發光二極管外延結構包括襯底，位于襯底上的第一類型外延層，位于第一類型外延層上遠離襯底一側的電子隧道層，位于電子隧道層上遠離第一類型外延層一側的量子阱結構層以及位于量子阱結構層上遠離電子隧道層一側的第二類型外延層，通過在第一類型外延層和量子阱結構層設置電子隧道層，為第一類型外延層提供的電子開辟了新的通向量子阱結構層的通道與捷徑，電子在電子隧道層發生隧道效應后進入量子阱結構層，增加電子和空穴在量子阱結構層內復合的發生幾率，避免了過多電子溢出至第二類型外延層的情況發生，提高發光二極管的內量子效率，解決現有技術中采用電子阻擋層提高內量子效率可行性較低的技術問題。

附圖說明

為了更加清楚地說明本實用新型示例性實施例的技術方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本實用新型所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對于本領域普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖得到其他的附圖。

圖1是現有技術中一種發光二極管外延結構的結構示意圖；

圖2是圖1所示的發光二極管外延結構的能帶示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的一種GaN基發光二極管外延結構的結構示意圖；

圖4是圖3所示的GaN基發光二極管外延結構的能帶示意圖；

圖5是本實用新型實施例提供的另一種GaN基發光二極管外延結構的結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例提供的三種不同的發光二極管外延結構的發光圖譜對比圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，以下將結合本實用新型實施例中的附圖，通過具體實施方式，完整地描述本實用新型的技術方案。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例，均落入本實用新型的保護范圍之內。

實施例