[實用新型]一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管

有效

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• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN212412073U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志斌;曲軼;謝瓊濤;喬忠良;徐東昕;陳勁松;劉國軍
• 申請（專利權(quán)）人: 海南師范大學(xué)
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本實用新型公開了一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，包括：N型電極、P型電極、襯底、以及依次層疊于襯底上的N型導(dǎo)電層、量子阱有源區(qū)、P型電子阻擋層和P型導(dǎo)電層；其中，N型電極與N型導(dǎo)電層電連接；P型電極與P型導(dǎo)電層電連接；量子阱有源區(qū)包括依次層疊于所述N型導(dǎo)電層上的量子阱層和Al_0.6Ga_0.4N量子壘層；量子阱層為階梯型量子阱，且其厚度為2nm。本實用新型通過設(shè)置量子阱有源區(qū)，不會造成極強的極化電場，進(jìn)而改善了由極化效應(yīng)導(dǎo)致能帶彎曲，并提高了電子和空穴波函數(shù)重疊率，最終提高了二極管的輻射復(fù)合效率和發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及二極管結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，AlGaN基深紫外LED領(lǐng)域迅速發(fā)展，深紫外LED在許多方面都展現(xiàn)出了其十分重要的技術(shù)應(yīng)用價值。然而，AlGaN基深紫外LED中Al的組分較高，具有極強的極化電場，能帶彎曲變形導(dǎo)致電子和空穴波函數(shù)重疊率變低，輻射復(fù)合效率低，發(fā)光效率低，于是需要提高電子和空穴波函數(shù)重疊率解決發(fā)光效率低的問題。

但是，一方面為了得到高輻射復(fù)合效率工作需要減小Al的組分，另一方面要得到深紫外波段需要增加Al的組分，這便是AlGaN基深紫外LED與生具來的矛盾。帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的AlGaN基發(fā)光二極管，便可以有效的解決這一問題。

因此，如何提供一種能夠提高電子和空穴波函數(shù)重疊率以及輻射復(fù)合效率的帶有階梯形量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供了一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管及其制備方法，通過生長階梯型量子阱有源區(qū)，解決了AlGaN基深紫外LED中Al的組分較高，具有極強的極化電場，能帶彎曲變形導(dǎo)致電子和空穴波函數(shù)重疊率變低、輻射復(fù)合效率低和發(fā)光效率低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，包括：N型電極、P型電極、襯底、以及依次層疊于所述襯底上的N型導(dǎo)電層、量子阱有源區(qū)、P型電子阻擋層和P型導(dǎo)電層；

其中，所述所述N型電極與所述N型導(dǎo)電層電連接；所述P型電極與所述P型導(dǎo)電層電連接；

所述量子阱有源區(qū)包括依次層疊于所述N型導(dǎo)電層上的量子阱層和Al_0.6Ga_0.4N量子壘層；所述量子阱層為階梯型量子阱，且其厚度為2nm。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過設(shè)置量子阱有源區(qū)，不會造成極強的極化電場，進(jìn)而改善了由極化效應(yīng)導(dǎo)致能帶彎曲，并提高了電子和空穴波函數(shù)重疊率，最終提高了二極管的輻射復(fù)合效率和發(fā)光效率。

優(yōu)選的，在上述一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管中，所述量子阱層為二階梯型量子阱；所述量子阱層包括自下而上依次層疊布置的1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N層和1nm厚的Al_0.55Ga_0.45N層。

優(yōu)選的，在上述一種帶有階梯型量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管中，所述量子阱層為三階梯型量子阱；所述量子阱層包括自下而上依次層疊布置的0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N層、1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N層和0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N層。