[實用新型]基于超晶格勢壘量子阱結構的LED

有效

• 申請號: 201920401418.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN209461482U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 董海亮;賈志剛;關永莉;梁建;米洪龍;許并社;陳永壽;陜志芳
• 申請（專利權）人: 山西飛虹微納米光電科技有限公司;太原理工大學
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種基于超晶格勢壘量子阱結構的LED，屬于半導體技術領域。包括：藍寶石襯底；設于藍寶石襯底上面的GaN形核層；設于GaN形核層上面的未摻雜的GaN層；設于未摻雜的GaN層上面的n型GaN層；設于n型GaN層上面的量子阱區，量子阱區從下至上包括8～15周期的第一區域和3～10周期的第二區域，第一區域包括從下至上設的3～10周期的超晶格Al_xIn_yGa_1?x?yN/GaN勢壘層和InGaN勢阱層，第二區域包括3～10周期的Al_xIn_yGa_1?x?yN/GaN勢壘層；設于第二區域上面的p型AlGaN電子阻擋層；設于p型AlGaN電子阻擋層上面的p型GaN層；設于p型GaN層上面的電極接觸層。本實用新型實施例提高了電子和空穴的注入效率和增加對電子的束縛能力，減少了電子泄漏，使電子和空穴的輻射復合效率增加。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，特別涉及一種基于超晶格勢壘量子阱結構的LED。

背景技術

目前，LED(Light Emitting Diode，發光二極管)已經成為節能照明的重要組成部分，在很多地方已經取代傳統的白熾燈和熒光燈泡，受到各國科技人員的廣泛關注。經過世界各國的努力研究，現在LED的發光效率已經顯著提高。

目前的LED包括藍寶石襯底、GaN形核層、未摻雜型GaN層、n型GaN層、GaN(AlGaN)/InGaN量子阱區，p型AlGaN電子阻擋層、p型GaN層和電極接觸層。這種結構的LED雖然對LED的發光效率有一定的提高，但是該種結構LED量子阱區中的高銦含量不僅會產生大量失配位錯和很大的壓電極化效應，也使量子勢阱層和和勢壘層的晶格失配度增加；同時也增加了電子泄漏率，從而提高了非輻射復合幾率，因而降低了內量子效率和發光效率。

提高LED內量子效率和發光效率的傳統方法有摻雜GaN勢壘和量子阱區勢阱是超晶格結構的方法。這些方法雖然在傳統量子阱結構中添加了超晶格勢阱層，在一定程度上減少了晶格失配，同時也增加了量子阱中空穴的注入效率，空穴濃度增加，從而提高了內量子效率，使發光效率得到很大的改善，但是并沒有減少量子阱中電子的泄漏。另外，雖然傳統的AlGaN勢壘可以提供更高的勢壘來限制量子阱中載流子的泄漏。然而，由于AlGaN/InGaN之間的晶格失配度比GaN/InGaN的大，因此，AlGaN勢壘在有源區域中會產生更強的極化效應，LED器件的量子斯塔克效應增強，波長溫度性變差。

發明內容

為了解決目前的LED存在有源層中空穴的注入效率低和電子泄漏高的問題，本實用新型提供一種基于超晶格勢壘量子阱結構的LED。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種基于超晶格勢壘量子阱結構的LED，其包括：藍寶石襯底；設置于藍寶石襯底上面的GaN形核層；設置于GaN形核層上面的未摻雜的GaN層；設置于未摻雜的GaN層上面的n型GaN層；設置于n型GaN層上面的量子阱區，所述量子阱區從下至上包括8～15周期的第一區域和3～10周期的第二區域，所述第一區域包括從下至上設置的3～10周期的超晶格Al_xIn_yGa_1-x-yN/GaN勢壘層和InGaN勢阱層，所述第二區域包括3～10周期的Al_xIn_yGa_1-x-yN/GaN勢壘層；設置于第二區域上面的p型AlGaN電子阻擋層；設置于p型AlGaN電子阻擋層上面的p型GaN層；設置于p型GaN層上面的電極接觸層。

可選地，所述n型GaN層為Si摻雜的n型GaN層。

可選地，所述p型GaN層為Mg摻雜的p型GaN層。