一种带有极高垒层插入层的白光LED结构制造技术

本实用新型专利技术提高了一种带有极高垒层插入层的白光LED结构，该带有极高垒层插入层的白光LED结构通过在衬底上生成双波段MQW层，以使所述白光LED结构同时激发蓝光和黄光，蓝光和黄光混合产生白光，并且在蓝光波段MQW层中(阱两侧或一侧)插入极高垒层插入层的结构，可以避免因蓝光发光区能带的问题，导致蓝光光谱不能激发的问题，进而成功生长出发光效率高、稳定性好和色度均匀的白光LED。与现有的白光LED技术相比，本申请不用荧光光粉，这样既可以减少封装的工序，又能减少因荧光粉老化产生的稳定性问题。

A white LED structure with a very high barrier insertion layer

【技术实现步骤摘要】
一种带有极高垒层插入层的白光LED结构
本技术涉及LED
，更具体地说，涉及一种带有极高垒层插入层的白光LED结构。
技术介绍
可见光光谱的波长范围为380nm-760nm，是人眼可感受到的七色光，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但该七色光都是一种单色光，由于白色光不是单色光，因此在可见光的光谱中没有白色光，其是由多种单色光合成的复合光。那么，要使LED发出白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。根据对可见光的研究，人眼所能见的白光，至少需要两种光的混合，即二波长发光(蓝光+黄光)或三波长发光(蓝光+绿光+红光)的模式。对于一般照明，在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生曝光器件。第一种方法产生的白光系统，当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，蓝光和黄光混合形成白光。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光。其中，第一种方法荧光粉转换的白光LED为最常用的方法，但是由于白光降频导致的光效损失为10％-30％，另外存在荧光粉老化的稳定性问题和包装成本问题，以及对GaN基LED的依赖性问题。第二种方法的生产工序比较复杂，成产成本高。因此，如何提供高效率和低成本的白光LED是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述问题，本技术提供一种带有极高垒层插入层的白光LED结构，技术方案如下：一种带有极高垒层插入层的白光LED结构，所述白光LED结构包括：衬底；依次设置在所述衬底上的N型层、双波段MQW层和P型层；其中，所述双波段MQW层包括：相邻所述衬底的依次堆叠设置的至少一层黄光波段MQW层，以及相邻所述P型层的依次堆叠设置的至少一层蓝光波段MQW层；所述黄光波段MQW层包括在第一方向上依次设置的第一功能层和第二功能层，所述蓝光波段MQW层包括在所述第一方向上依次设置的第三功能层和第四功能层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述P型层；与所述第四功能层依次交叠设置极高垒层插入层。优选的，在上述白光LED结构中，所述衬底为三元InxGa(1-x)N衬底，其中，0.05＜x＜0.4，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述N型层为InxGa(1-x)N层，其中，0.05＜x＜0.4，包括端点值；所述N型层的掺杂元素为Si和In，其中，Si的掺杂浓度为2×1018/cm3-9×1018/cm3，包括端点值；所述N型层的厚度为0.2μm-1μm，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述双波段MQW层的层数为2层-8层，包括端点值；其中，所述黄光波段MQW层的层数为1层-7层，包括端点值；所述蓝光波段MQW层的层数为1层-7层；包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述第一功能层为InxGa(1-x)N层，其中，0.2＜x＜0.4，包括端点值；所述第一功能层的厚度为3nm-10nm，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述第二功能层为InyGa(1-y)N层，其中，0.05＜y＜0.4，包括端点值；所述第二功能层的厚度为5nm-15nm，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述第三功能层为InxGa(1-x)N层，其中，0.10＜x＜0.3，包括端点值；所述第三功能层的厚度为3nm-10nm，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述第四功能层为InyGa(1-y)N层，其中，0.05＜y＜0.4，包括端点值；所述第四功能层的厚度为5nm-15nm，包括端点值。优选的，在上述白光LED结构中，所述极高垒层插入层的层数为1层-5层，包括端点值；所述极高垒层插入层的厚度为0.5nm-2nm，包括端点值；所述极高垒层插入层为AlGaN极高垒层插入层或AlInGaN极高垒层插入层或AlN极高垒层插入层，其中，Al组分为0.005-0.04，In组分为0.05-0.4。优选的，在上述白光LED结构中，所述P型层为InxGa(1-x)N层，其中，0.05＜x＜0.4，包括端点值；所述P型层的掺杂元素为Mg和In，其中，Si的掺杂浓度为1×1018/cm3-8×1018/cm3，包括端点值；所述P型层的厚度为0.2μm-1μm，包括端点值。相较于现有技术，本技术实现的有益效果为：该带有极高垒层插入层的白光LED结构通过在衬底上生成双波段MQW层，以使所述白光LED结构同时激发蓝光和黄光，蓝光和黄光混合产生白光，并且在蓝光波段MQW层中(阱两侧或一侧)插入极高垒层插入层的结构，可以避免因蓝光发光区能带的问题，导致蓝光光谱不能激发的问题，进而成功生长出发光效率高、稳定性好和色度均匀的白光LED。与现有的白光LED技术相比，本申请不用荧光光粉，这样既可以减少封装的工序，又能减少因荧光粉老化产生的稳定性问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图；图2为本技术实施例提供的另一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图；图3为本技术实施例提供的又一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图；图4为本技术实施例提供的又一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图；图5为本技术实施例提供的又一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本技术实施例提供的一种带有极高垒层插入层的白光LED结构的结构示意图，所述白光LED结构包括：衬底11；依次设置在所述衬底11上的N型层12、双波段MQW层13和P型层14；其中，所述双波段MQW层13包括：相邻所述衬底11的依次堆叠设置的至少一层黄光波段MQW层15，以及相邻所述P型层14的依次堆叠设置的至少一层蓝光波段MQW层16；所述黄光波段MQW层15包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有极高垒层插入层的白光LED结构，其特征在于，所述白光LED结构包括：/n衬底；/n依次设置在所述衬底上的N型层、双波段MQW层和P型层；/n其中，所述双波段MQW层包括：相邻所述衬底的依次堆叠设置的至少一层黄光波段MQW层，以及相邻所述P型层的依次堆叠设置的至少一层蓝光波段MQW层；/n所述黄光波段MQW层包括在第一方向上依次设置的第一功能层和第二功能层，所述蓝光波段MQW层包括在所述第一方向上依次设置的第三功能层和第四功能层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述P型层；/n与所述第四功能层依次交叠设置极高垒层插入层。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有极高垒层插入层的白光LED结构，其特征在于，所述白光LED结构包括：
衬底；
依次设置在所述衬底上的N型层、双波段MQW层和P型层；
其中，所述双波段MQW层包括：相邻所述衬底的依次堆叠设置的至少一层黄光波段MQW层，以及相邻所述P型层的依次堆叠设置的至少一层蓝光波段MQW层；
所述黄光波段MQW层包括在第一方向上依次设置的第一功能层和第二功能层，所述蓝光波段MQW层包括在所述第一方向上依次设置的第三功能层和第四功能层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述P型层；
与所述第四功能层依次交叠设置极高垒层插入层。


2.根据权利要求1所述的白光LED结构，其特征在于，所述衬底为三元InxGa(1-x)N衬底，其中，0.05＜x＜0.4，包括端点值。


3.根据权利要求1所述的白光LED结构，其特征在于，所述N型层为InxGa(1-x)N层，其中，0.05＜x＜0.4，包括端点值；
所述N型层的掺杂元素为Si和In，其中，Si的掺杂浓度为2×1018/cm3-9×1018/cm3，包括端点值；
所述N型层的厚度为0.2μm-1μm，包括端点值。


4.根据权利要求1所述的白光LED结构，其特征在于，所述双波段MQW层的层数为2层-8层，包括端点值；
其中，所述黄光波段MQW层的层数为1层-7层，包括端点值；
所述蓝光波段MQW层的层数为1层-7层；包括端点值。


5.根据权利要求1所述的白光LED结构，其特征在于，所述第一功能层为In...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍丽艳，滕龙，刘锐森，崔晓慧，林加城，周浩，方誉，谢祥彬，刘兆，
申请(专利权)人：江西乾照光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36