[實用新型]一種提升發光亮度的氮化物發光二極管

有效

• 申請號: 201920057217.4
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209515725U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 顧偉
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種提升發光亮度的氮化物發光二極管，包括襯底，以及依次位于襯底上的緩沖層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層、有源層和p型氮化物層；其中：所述有源層是由In_xGa_1?xN的阱層和In_yAl_zGa_1?y?zN的壘層周期性交替堆疊而形成的多量子阱結構。本實用新型的優點在于：包括第一多量子阱層、第二多量子阱層和第三多量子阱層，其中第一阱層、第二阱層、第三阱層從n型氮化物層至p型氮化物層一側的銦組分均值減小，并且其銦組分均值x1、x2、x3，符合關系式：x1≤x2的50％，x2≤x3的50％，避免在生長有源層時，因為晶格失配太大導致有源層的晶體質量下降的問題。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其涉及一種提升發光亮度的氮化物發光二極管。

背景技術

發光二極管（Light emitting diodes，LED）是一種電致發光器件，具有節能、環保、安全、壽命長、功耗低、亮度高、防水、微型、光束集中、維護簡便等優點，被廣泛應用在交通信號燈、路燈以及大面積顯示等領域。特別是氮化物材料的藍光發光二極管，是現在白光固態照明發展的基礎，更是目前研究的熱點。

目前的氮化物發光二極管的外延結構，包括襯底，以及依次位于襯底上的緩沖層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層、有源層和p型氮化物層。其中有源層是多量子阱結構，常見是由若干個銦鎵氮的阱層和氮化鎵的壘層交替堆疊而形成，在發光二極管工作時，n型氮化物層和p型氮化物層分別向有源層提供電子和空穴，而電子和空穴最后在有源層的阱層中復合產生光子。然而，由于有源層的阱層一般是使用帶隙寬度較小的銦鎵氮，而有源層的壘層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層和p型氮化物層則一般是使用帶隙寬度較大的鋁鎵氮，使得有源層的阱層在生長時會因為晶格失配而產生外延缺陷,降低有源層的晶體質量，進而影響發光二極管的發光效率。

實用新型內容

本實用新型提供了一種提升發光亮度的氮化物發光二極管，有源層的阱層為具有不同銦（In）組分的銦鎵氮，在靠近n型氮化物層的阱層的In組分較少，以避免在生長有源層時，因為晶格失配太大導致有源層的晶體質量下降，進而影響氮化物發光二極管的發光效率。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種提升發光亮度的氮化物發光二極管，包括襯底，以及依次位于襯底上的緩沖層、非摻雜氮化物層、n型氮化物層、有源層和p型氮化物層；其中：所述有源層是由In_xGa_1-xN（0.01≤x≤0.4）的阱層和In_yAl_zGa_1-y-zN（0≤y≤0.2,0≤z≤1,0≤y+z≤1）的壘層周期性交替堆疊而形成的多量子阱結構，所述有源層由生長方向依次包括第一多量子阱層、第二多量子阱層和第三多量子阱層，所述第一多量子阱層為第一阱層和第一壘層由n1個周期交替堆疊而形成、第二多量子阱層為第二阱層和第二壘層由n2個周期交替堆疊而形成、第三多量子阱層為第三阱層和第三壘層由n3個周期交替堆疊而形成，所述n1、n2和n3為正整數且2≤n1、n2、n3≤12，所述第一阱層、第二阱層和第三阱層的In組分從n型氮化物層向p型氮化物層方向增加，且所述第一壘層、第二壘層和第三壘層的組分相同。

其中：所述第一阱層、第二阱層和第三阱層的厚度為1~5nm，所述第一壘層、第二壘層和第三壘層的厚度為5~20nm。

其中：所述緩沖層的組分為In_aAl_bGa_1-a-bN（0≤a≤0.2,0≤b≤1,0≤a+b≤1），厚度為5~100nm。

其中：所述非摻雜氮化物層的組分為In_cAl_dGa_1-c-dN（0≤c≤0.2,0≤d≤1,0≤c+d≤1），厚度為1~5μm。