一种正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管制造技术

本发明专利技术属于半导体光电器件技术领域，具体为一种正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管。该发光二极管包括：衬底、缓冲层、n型GaN、多量子阱MQWs和p型GaN。其中多量子阱MQWs由具有In组份周期正弦波形状变化的InxGa1‑xN/GaN组成，通过调节量子阱层中的In组份周期性变化，使得：形成周期性的富In组份聚集区，降低载流子非辐射复合效率；相邻量子阱间的载流子形成强烈耦合，有利于载流子的集体振荡，提升辐射复合效率；调节能带结构，减低极化效应，提升量子阱中电子和空穴的波函数交叠，最终实现发光二极管的发光强度和量子效率大幅度提升。

A sinusoidal quantum well coupled enhanced GaN based light emitting diode

The invention belongs to the field of semiconductor photoelectric device technology, in particular to a sinusoidal quantum well coupled enhanced GaN base light emitting diode. The light emitting diode includes a substrate, a buffer layer, a n type GaN, a multi quantum well MQWs and a p type GaN. The multiple quantum well MQWs by the In component with period sine wave shape change InxGa1 xN/GaN composition, by adjusting the quantum well layer In components in the periodic change of the formation of periodic In rich component accumulation area, reduce the non radiative recombination efficiency of the carrier; the carrier between adjacent quantum wells to form a strong coupling. There is a collective oscillation for the carrier, to enhance radiation efficiency; adjusting energy structure, reduce the polarization effect, enhance the wave function of electron and hole in the quantum well overlap, finally realize the luminous intensity and greatly enhance the quantum efficiency of light emitting diode.

【技术实现步骤摘要】
一种正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管
本专利技术属于半导体光电器件
，具体涉及周期性正弦量子阱耦合调控增强型GaN基发光二极管。
技术介绍
自发光二极管（LED）被专利技术以来，已经被市场证明为一种具有巨大潜力的发光器件，可广泛应用于背光源、植物工厂和通用照明等领域。GaN作为目前实现商用LED的源材料，一直都受到了各个国家广泛的关注和投入，同时也被一些发达国家定位为战略性新兴材料。目前世界LED市场竞争激烈，中国的LED企业在国际大环境中面临着巨大的压力和挑战。面对国际大厂如欧司朗、日亚化学等著名企业的竞争，国内的LED企业应该从核心技术出发开展研究，提升自身的核心技术，这样才能在激烈的市场竞争中获得一席之地。对于商用LED来说，因为量子阱是电子和空穴复合发光的有源层，所以整个LED结构中多量子阱层的生长至关重要的。目前在GaN基发光二极管的多量子阱中，阱层的材料是InxGa1-xN。但是由于InN和GaN的物理特性（晶格常数、热导率系数、极性强弱、化学键能等）相差较大，量子阱中的缺陷密度往往较高，形成非辐射复合中心，降低了LED的发光效率；另外多量子阱中各阱层中空穴和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，包括衬底、衬底上面的缓冲层、n型GaN层，在n型GaN层上面的InxGa1‑xN/GaN多量子阱，在多量子阱层上面的p型GaN层，在p型层和n型层上的金属接触电极；其中多量子阱层中阱层由In组份具有周期正弦波状变化的InxGa1‑xN组成，垒层则由GaN组成。

【技术特征摘要】
1.一种正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，包括衬底、衬底上面的缓冲层、n型GaN层，在n型GaN层上面的InxGa1-xN/GaN多量子阱，在多量子阱层上面的p型GaN层，在p型层和n型层上的金属接触电极；其中多量子阱层中阱层由In组份具有周期正弦波状变化的InxGa1-xN组成，垒层则由GaN组成。2.根据权利要求1所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、单晶硅、单晶氮化镓或单晶砷化镓。3.根据权利要求1所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述缓冲层是不同厚度的GaN、AlN、AlGaN和InAlGaN之中的一种或多种材料组成。4.根据权利要求1、2或3所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述n型GaN层通过掺Si或Ge实现，载流子浓度控制在1016cm-3~1020cm-3之间，厚度为50nm~5μm。5.根据权利要求4所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述多量子阱MQWs对数为3~15对，由具有In组份周期正弦波形状变化的InxGa1-xN/GaN组成，通过调节量子阱层中的In组份周期性变化，形成周期性的富In组份聚集区，使相邻量子阱间的载流子形成强烈耦合，并调节能带结构。6.根据权利要求1、2、3或5所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述p型GaN层通过掺Mg或Zn实现，载流子浓度控制在1016cm-3~1019cm-3之间，厚度为50nm~500nm。7.根据权利要求6所述的正弦量子阱耦合增强型GaN基发光二极管，其特征在于，所述接触金属电极为钛、铂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏龙兴，方晓生，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31