[實用新型]一種多量子阱結構及其發光二極管

有效

• 申請號: 201821548054.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN208753355U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 徐志波;林兓兓;蔡吉明
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于半導體光電技術領域，尤其涉及一種多量子阱結構及其發光二極管，該多量子阱結構由復數個發光基本單元交替層疊而成，其特征在于：每一個發光基本單元從下至上依次包括第一勢阱層、第一勢壘層、第二勢阱層和第二勢壘層，所述第一勢壘層的厚度大于所述第二勢壘層的厚度。本實用新型通過將多量子阱層設置成周期性結構，且每一周期均包含較厚的勢壘層和薄的勢壘層，其中，較厚的壘層且摻雜n型雜質，主要是修復晶體質量，同時n型摻雜提升電子注入濃度，降低電壓提升亮度。較薄的壘層有利于電子空穴隧穿，提升空穴注入濃度，最終提升復合輻射效率。

技術領域

本實用新型屬于半導體光電器件領域，尤其涉及一種的多量子阱結構及其發光二極管。

背景技術

多量子阱層是氮化物發光二極管（英文為Light Emitting Diode，簡稱LED）的電子-空穴復合輻射中心，其晶體質量、結構組成直接關系到LED的出光效率。理論上，量子阱結構越多復合效率也越高，但是由于受限于隨著量子阱結構數量增加，量子阱結構的生長質量會逐漸變差，因此量子阱結構的數量也必須嚴格控制。同時，對于壘層厚度的設計，壘層的結構越薄則電子空穴遂穿效應增加，電子空穴在量子阱分布更均勻，提升復合效率。而量子阱是應變層，量子壘變薄之后，應力容易釋放，晶體質量易變差，進而降低了發光效率。壘層的結構越厚對電子空穴的限制作用增強但降低電子空穴的遷移率，進而導致復合效率降低，但可以提升晶體質量，降低應力釋放。

目前開發的多量子阱薄壘技術，一個周期厚度7.5nm~8.5nm。雖然薄壘結構在高電流密度注入下，電子空穴在各阱分布相對厚壘結構更均勻，有利提高LED發光效率。但是采用量子壘不摻Si,較薄的壘層，容易導致無法及時修復低溫量子阱的晶體質量，導致正向漏電容易偏大，反向崩壓較小，抗靜電性能相對厚壘結構較差。同時發光區較薄，MQW 周期一般9對，生長更厚的多量子阱結構，晶體質量急劇變差。事實上，稍厚的周期厚度（比如9nm），多量子阱結構的晶體質量會顯著改善。但是由于壘不摻雜，周期厚度>8nm時，在高電流注入下，電壓迅速上升，同時電子注入濃度較少，發光會效率下降。

發明內容

為了解決上述問題，一種多量子阱結構，由復數個發光基本單元交替層疊而成，其特征在于：每一個發光基本單元從下至上依次包括第一勢阱層、第一勢壘層、第二勢阱層和第二勢壘層，所述第一勢壘層的厚度大于所述第二勢壘層的厚度。

優選的，所述第一勢壘層與所述第二勢壘層的厚度差為：1nm~6nm。

優選的，所述第一勢壘層為n型氮化物層。

優選的，所述第二勢壘層為非故意摻雜氮化物層。

優選的，所述第一勢壘層的厚度為：5nm~9nm。

優選的，所述第二勢壘層的厚度為：3nm~7nm。

優選的，所述第一勢壘層為n-GaN層或者n-AlGaN層或者n-AlN層或者n-AlInGaN層或者上述任意兩層的組成的復合結構層。

優選的，所述第二勢壘層為GaN層或者AlGaN層或者AlN層或者AlInGaN層或者上述任意兩層的組成的復合結構層。

優選的，所述第一勢阱層與所述第二勢阱層結構相同。

本實用新型還提出一種發光二極管，包括襯底、形成于襯底上的第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層、以及設置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間的多量子阱結構，所述多量子阱結構由復數個發光基本單元交替層疊而成，其特征在于：每一個發光基本單元從下至上依次包括第一勢阱層、第一勢壘層、第二勢阱層和第二勢壘層，所述第一勢壘層的厚度大于所述第二勢壘層的厚度。

優選的，該發光二極管還包括設置于第一導電類型半導體層上的第一電極和設置于第二導電類型半導體層上的第二電極。