一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构，涉及发光二极管外延技术领域。本发明专利技术结构从下至上依次包括蓝宝石衬底、AlN缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、有源区、电子阻挡层和P型GaN层，有源区包括阱层和垒层，所述有源区的生长周期数为3m个周期，有源区包括三个部分，每个部分生长m个周期，垒层由AlxGa1-xN层、AlyIn1-yN层和InzGa1-zN层组成，其中，1≤m≤5。同现有技术相比，本发明专利技术能减缓溢流现象和降低能带的弯曲，提高内量子效率，从而有效提高出光效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构，涉及发光二极管外延
。本专利技术结构从下至上依次包括蓝宝石衬底、AlN缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、有源区、电子阻挡层和P型GaN层，有源区包括阱层和垒层，所述有源区的生长周期数为3m个周期，有源区包括三个部分，每个部分生长m个周期，垒层由AlxGa1-xN层、AlyIn1-yN层和InzGa1-zN层组成，其中，1≤m≤5。同现有技术相比，本专利技术能减缓溢流现象和降低能带的弯曲，提高内量子效率，从而有效提高出光效率。【专利说明】一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构
本专利技术涉及发光二极管外延
，特别是一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构。
技术介绍
目前，随着全球对新能源的重视程度不断提高，LED行业也随之快速的发展。很多专家学者，研发出很多有助于提高亮度的新材料和新结构。其中，蓝光LED中有源区是十分重要的一层。 现有技术中，蓝光LED外延结构包括蓝宝石衬底1、A1N缓冲层2、U型GaN层3、N型GaN层4、有源区5、电子阻挡层6和P型GaN层7，如图1所示。有源区5包括阱层8和垒层9，如图2所示。但是上述结构的有源区5存在以下缺点:首先，由于阱层与垒层之间存在较大的晶格失配，会产生较强的内建电场，促使能带弯曲；其次，由于电子的有效质量比较轻，会出现溢流的现象；然后是最后一个垒层与P型电子阻挡层之间有较大的能级差，限制部分电洞有效复合几率。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构。它能减缓溢流现象和降低能带的弯曲，提高内量子效率，从而有效提高出光效率。 为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现:一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构，它从下至上依次包括蓝宝石衬底、A1N缓冲层、U型GaN层、N型GaN层、有源区、电子阻挡层和P型GaN层，有源区包括阱层和垒层，所述有源区的生长周期数为3m个周期，有源区包括三个部分，每个部分生长m个周期，垒层由AlxGal-xN 层、Alylnl-yN 层和 InzGal-zN 层组成，其中，1 < m < 5。 在上述蓝光LED外延结构中，有源区第一部分是阱层和AlxGal-xN层交替生长；有源区第二部分是阱层和Alylnl-yN层交替生长；有源区第三部分是阱层和InzGal-zN层交替生长。 在上述蓝光LED外延结构中，所述AlxGal-xN层的生长温度为650_1200°C，A1组分为0〈χ〈1，生长厚度为l-500nm，生长压力为50-800 mbar, AlxGal-xN生长厚度随着周期数量的增加逐渐增加或者逐渐变薄，A1组分随着周期的增加逐渐增加或逐渐减小。Alylnl-yN层的生长温度为650-1000°C，A1组分为0〈y〈l，生长厚度为l-100nm，生长压力为50-800 mbar ;所述InzGal-zN层的生长温度为650-1000°C，In组分为0〈Z〈1，生长厚度为l-500nm，生长压力为50-800 mbar, InzGal-zN生长厚度随着周期数量的增加逐渐增加或者逐渐变薄，In组分随着周期的增加逐渐增加或逐渐减小。 在上述蓝光LED外延结构中，所述AlxGal-xN层生长N型，掺杂元素为Si，掺杂浓度为lxlO17 cm3?5x102° cm3 ;所述Alylnl-yN层生长N型，掺杂元素为Si，掺杂浓度为lxlO17cm3?5x102Q cm3 ;所述InzGal-zN层生长N型，掺杂兀素为Si，掺杂浓度为lxlO17 cm3?5xl02Q 3 cm ο 在上述蓝光LED外延结构中，所述AlxGal-xN层生长P型，掺杂元素为Mg或者Zn，掺杂浓度为lxlO17?lxlO23 cm3 ;所述Alylnl-yN层生长P型，掺杂元素为Mg或者Zn，掺杂浓度为lxlO17?lxlO23 cm3 ;所述InzGal-zN层生长P型,掺杂元素为Mg或者Zn,掺杂浓度为lxlO17 ?lxlO23 cm3。 在上述蓝光LED外延结构中，所述生长AlxGal-xN层的能带大于生长Alylnl-yN层的能带，生长Alylnl-yN层的能带大于生长InzGal-zN层的能带。 在上述蓝光LED外延结构中，所述有源区在氮气、氢气或者氢氮混合环境中生长。 本专利技术由于采用了上述结构，将有源区的垒层分成三个部分且与阱层交替生长，第一部分AlGaN主要是释放应力，第二部分AlInN作用是降低与InGaN阱层之间的失配，第三部分InGaN作用是调节与EBL之间的能带差，更有利于电洞的跃迁。同现有技术相比，本专利技术通过提高垒势的高度，抑制了电子溢流现象的产生；通过降低晶格失配，提高有源区的晶体质量；通过降低最后一个垒层与EBL之间的能带差，促使电洞更容易跃迁到有源区，从而从整体上提高了内量子效率、有源区的晶体质量以及出光效率。 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步说明。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术中LED外延结构示意图；图2是现有技术中LED有源区结构示意图；图3是本专利技术LED外延结构示意图；图4是本专利技术垒层能带示意图。 【具体实施方式】 参看图3，本专利技术从下至上依次包括蓝宝石衬底1、A1N缓冲层2、U型GaN层3、N型GaN层4、有源区5、电子阻挡层6和P型GaN层7。有源区5包括阱层8和垒层9。有源区5在氮气、氢气或者氢氮混合环境中生长3m个周期，有源区5包括三个部分，每个部分生长m个周期，鱼层由AlxGal-xN层10、Alylnl-yN层11和InzGal-zN层12组成,其中，1彡m彡5。有源区5第一部分是阱层8和AlxGal-xN层10交替生长；有源区5第二部分是阱层8和Alylnl-yN层11交替生长；有源区5第三部分是阱层8和InzGal-zN层12交替生长。 上述AlxGal-xN层10的生长温度为650-1200°C，A1组分为0〈χ〈1，生长厚度为l-500nm，生长压力为50-800 mbar, AlxGal-xN层10生长厚度随着周期数量的增加逐渐增加或者逐渐变薄，A1组分随着周期的增加逐渐增加或逐渐减小。Alylnl-yN层11的生长温度为650-1000°C，A1组分为0〈y〈l，生长厚度为l-100nm，生长压力为50-800 mbar ;所述InzGal-zN层12的生长温度为650-1000°C，In组分为0〈Z〈1，生长厚度为l_500nm，生长压力为50-800 mbar, InzGal-zN12生长厚度随着周期数量的增加逐渐增加或者逐渐变薄，In组分随着周期的增加逐渐增加或逐渐减小。 AlxGal-xN层10生长N型，掺杂元素为Si，掺杂浓度为1x1017 cm3?5x1020 cm3。Alylnl-yN层11生长N型，掺杂元素为Si,掺杂浓度为1x1017 cm3?5x1020 cm3。InzGal-zN层12生长N型，掺杂元素为Si,掺杂浓度为1x1017 cm3?5x1020 cm3。AlxGal-xN层10生长P型，掺杂元素为Mg或者Zn，掺杂浓度为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有非对称垒层的蓝光LED外延结构，它从下至上依次包括蓝宝石衬底（1）、AlN缓冲层（2）、U型GaN层（3）、N型GaN层（4）、有源区（5）、电子阻挡层（6）和P型GaN层（7），有源区（5）包括阱层（8）和垒层（9），其特征在于：所述有源区（5）的生长周期数为3m个周期，有源区（5）包括三个部分，每个部分生长m个周期，垒层由AlxGa1‑xN层（10）、AlyIn1‑yN层（11）和InzGa1‑zN层（12）组成，其中，1≤m≤5。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田宇，郑建钦，曾颀尧，赖志豪，郭廷瑞，黄绣云，黄信智，张志刚，吴东海，童敬文，林政志，李鹏飞，
申请(专利权)人：南通同方半导体有限公司，同方股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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