一种非极性面量子点发光二极管及其制备方法技术

一种非极性面量子点发光二极管，包括衬底及依次叠置于所述衬底上的、均为非极性面的u型GaN层、n型GaN层、有源区、p型电子阻挡层及p型GaN层，其中：有源区包括周期分布的、非极性面的InGaN量子点势阱层和GaN势垒层。以及一种非极性面量子点发光二极管的制备方法。在衬底上依次叠置非极性面的外延结构，一方面可消除量子限制斯塔克效应对器件的内量子效率的影响，有效的消除极化效应；另一方面，此晶面取向的发光二极管的发光波长可以延伸到深绿光，甚至橙光区，能缓解当今化合物半导体发光器件中的“绿隙”(green gap)问题。

Non polar surface quantum dot led and preparation method thereof

A non polar surface of quantum dot light-emitting diode comprises a substrate, and sequentially stacked on the substrate and are non polarity of the U - GaN layer, GaN layer, N type, P type active region electron blocking layer and the P type GaN layer, wherein the active region includes periodic distribution and non polarity the InGaN quantum well layer and GaN barrier layer. And a method for preparing non polar surface quantum dot led. On the substrate successively stacked non-polar surface epitaxy structure, one can eliminate the influence of the internal quantum efficiency of quantum confined Stark effect on the device, eliminating the polarization effect effectively; on the other hand, the wavelength of the light emitting diode of this orientation can be extended to the deep green, orange or light, can alleviate the compound a semiconductor light emitting device in the \green space\ (green gap) problem.

【技术实现步骤摘要】
一种非极性面量子点发光二极管及其制备方法
本专利技术属于半导体
，更具体地涉及一种非极性面量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
作为第三代宽禁带半导体技术的典型应用，商业化的GaN基LEDs产品已覆盖了紫外到绿光光谱。作为一种发光器件，GaN基LEDs可广泛应用在室内外照明、商业照明、农业照明、交通照明、医用照明和显示背光源等诸多方面。对这一光源的关注，使得近年来GaN基LEDs的制备技术水平获得了大幅提升，但其中的一些技术瓶颈也日益凸显，仍然需要解决以下两个方面的关键科学技术问题。一方面，随着In含量的增加(从紫外到绿光)，高In含量的InGaN与GaN之间的品格失配增大，导致有源区位错密度很大，基于量子阱发光的LEDs性能严重下降，绿光波段(尤其是525～575nm波长范围)高效发光难以实现。另一方面，由纤锌矿晶体结构引发的强极化效应限制了GaN基材料效率的提高。沿着极轴[0001](c轴)晶向的压电极化和自发极化会导致在InGaN发光二极管的量子阱有源区形成大的内建电场(＞1MV/cm)。此电场会导致量子阱中电子和空穴波函数在空间上分离，从而减少辐射复合率。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非极性面量子点发光二极管，包括衬底及依次叠置于所述衬底上的、均为非极性面的u型GaN层、n型GaN层、有源区、p型电子阻挡层及p型GaN层，其中：所述有源区包括周期分布的、非极性面的InGaN量子点势阱层和GaN势垒层。

【技术特征摘要】
1.一种非极性面量子点发光二极管，包括衬底及依次叠置于所述衬底上的、均为非极性面的u型GaN层、n型GaN层、有源区、p型电子阻挡层及p型GaN层，其中：所述有源区包括周期分布的、非极性面的InGaN量子点势阱层和GaN势垒层。2.如权利要求1所述的非极性面量子点发光二极管，其中，所述InGaN量子点势阱层和GaN势垒层的周期为3～15个；所述InGaN量子点势阱层中，量子点的密度、尺寸及InGaN材料中In的组分与所述非极性面量子点发光二极管的发光波长相匹配。3.如权利要求2所述的非极性面量子点发光二极管，其中，所述InGaN量子点势阱层采用S-K模式生长，量子点的密度为5×108～1×1012cm-2、直径为10～100nm、高度为2～12nm；InGaN材料中In的组分为0.3～0.6。4.如权利要求1所述的非极性面量子点发光二极管，其中，在所述衬底与u型GaN层之间还具有一应力协变层；所述应力协变层是由至少一组柔性层和缓冲层退火形成的多孔或分立多单元结构。5.如权利要求4所述的非极性面量子点发光二极管，其中，所述柔性层的材料、厚度、缓冲层的材料、厚度及退火条件均与所述u型GaN层和n型GaN层的应力相匹配。6.如权利要求4所述的非极性面量子点发光二极管，其中，所述柔性层的主体材料包括InGaN、InN、ZnO、AlN或碳纳米棒；所述缓冲层的主体材料包括GaN、InN、ZnO、AlN...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵桂娟，汪连山，李辉杰，孟钰淋，吉泽生，李方政，魏鸿源，杨少延，王占国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11