量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法技术

本发明专利技术提供一种量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法，涉及半导体照明技术领域，用于解决发光二极管在驱动电流变化下蓝移以及半峰宽增加的技术问题，本发明专利技术实施例提供的量子阱发光层具有至少一层In

【技术实现步骤摘要】
量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法
本专利技术属于半导体照明
，具体涉及一种量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法。
技术介绍
量子阱生长技术是发光二极管制造过程中关键的一步，发光二极管芯片发光的集中度，亮度等参数的好坏取决于量子阱特殊的结构设计。随着LED发光芯片大量的运用在显示屏上，对芯粒与芯粒之间的光色的集中度要求在提升。目前，在制备GaN基绿光发光二极管时，一般在GaN层上形成量子阱发光层，同时需要保证量子阱发光层中具有高含量的In，才能使量子阱发光层发绿光，而高含量的In会导致GaN基绿光发光二极管中InN/GaN之间形成过大的压电场效应，引起量子阱发光层出现缺陷，因而在实际使用过程中会出现发光二极管的波长半峰变宽、蓝移增大，最终导致使用其做成的显示屏出现光色不一致的现象。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例的第一方面提供一种量子阱发光结构，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题。本专利技术提供的量子阱发光结构包括：量子阱发光层，所述量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。目前，在GaN基绿光发光二极管制备过程中，需要生长高In组分量子阱结构，而高In组分会导致GaN基绿光发光二极管中InN/GaN之间形成过大的压电场效应，在实际使用过程中会出现发光二极管的波长半峰变宽、蓝移增大，导致使用其做成的显示屏出现光色不一致的现象。为此，本专利技术实施例提供的量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，并保证0＜x＜1，0＜y＜1，x>y，与现有技术相比，本专利技术实施例提供的量子阱发光结构具有如下优点：利用InyGa1-yN层这一低In组分层来弥补InxGa1-xN层这一高In组分层中的缺陷，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场，从而降低了GaN基绿光发光二极管的蓝移以及半峰宽，提升了波长的集中性以及发光效率。在本专利技术具体实施方式中，x-y＝0.1-0.2，通过进一步地控制x和y的差值在一定范围，能使InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配，在提高InyGa1-yN层对InxGa1-xN层中缺陷的修复程度的同时，保证了InyGa1-yN层的发光不至于影响量子阱发光层整体的绿光发射，例如：在一种实施例中，InxGa1-xN层可为In0.2Ga0.8N层，InyGa1-yN层可为In0.1Ga0.9N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.25Ga0.75N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.3Ga0.7N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.28Ga0.72N层，InyGa1-yN层可为In0.18Ga0.82N层。在本专利技术具体实施方式中，可以使所述InxGa1-xN层中In的含量与InyGa1-yN层中In的含量的差值为10-15wt％，例如可为11wt％、12wt％、15wt％等。同样，通过控制上述In的含量的差值，也能使InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配。在一具体实施方式中，所述InxGa1-xN层中In的含量15-30wt％，所述InyGa1-yN层中In的含量10-15wt％。例如InxGa1-xN层中In的含量可为20-30wt％，具体可为24.7wt％、30wt％等，InyGa1-yN层中In的含量可为10-13wt％，具体可为13wt％等。进一步地，所述量子阱发光层为由一个以上的结构单元依次层叠设置的复合结构，其中，所述结构单元由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成。具体的实施方案中，量子阱发光层可以由1-4个这样的结构单元组成，根据具体需求来确定。在实际制备过程中，在满足发光效果要求的情况下，量子阱发光层可以由1个结构单元组成，即，由三层InGaN组成，为得到更优的发光效果，可以增加量子阱发光层的生长层数，例如设置5-6个结构单元的依次层叠，甚至可以更多，综合考量性能效果和制备成本，可以设置3-4个所述的结构单元。在实际制备过程中，为了控制结构单元中相邻层中In含量，可以通过控制InxGa1-xN层或者InyGa1-yN层生长过程中有机铟化合物的流量，例如三甲基铟流量的方法对其In组分进行控制。例如，先生长一层高In组分InGaN结构层，生长一定厚度后，降低三甲基铟流量，再生长一层低In组分InGaN结构层，最后，生长一层高In组分InGaN结构层。在具体实施方式中，所述结构单元中两层InxGa1-xN层中的x值相等，这样设置不但制备过程容易操作，而且保证InxGa1-xN层这一高In组分层组分的均一性，从而保证后续由其制得的发光二极管的发光效果。当然，上述由InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成的结构单元所构成的量子阱发光层只是本专利技术实施例中一种具体的结构形式，但是本专利技术实施例中的量子阱发光层的结构并不局限于该形式，可根据实际需要进行灵活调整，例如量子阱发光层可直接有层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成，也可以由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成等。在本专利技术具体实施方式中，所述InxGa1-xN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、1.5nm、2.0nm等；所述InyGa1-yN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、2.0nm等。通过匹配InxGa1-xN层和InyGa1-yN层相邻层的厚度，在一定程度上也有助于缓解晶格失配所引起的压电场程度，配合相邻高低In组分层，能使GaN发光二极管的性能得到进一步地优化。进一步地，所述量子阱发光层的厚度为9.0nm-120.0nm，例如可为12nm、15nm、16nm、20nm等。在本专利技术具体实施方式中，所述量子阱发光结构还包括层叠设置于所述量子阱发光层上的GaN量子垒层，所述GaN量子垒层的厚度为6.0nm-8.0nm，例如可为6.0nm、7.0nm、8.0nm。在具体设置过程中，GaN量子垒层可设置在InxGa1-xN层这一高In组分层上。本专利技术实施例的第二方面提供一种上述量子阱发光结构的生长方法，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题，该生长方法包括如下步骤：形成至少一层InxGa1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子阱发光结构，包括量子阱发光层，其特征在于，所述量子阱发光层具有至少一层In

【技术特征摘要】
1.一种量子阱发光结构，包括量子阱发光层，其特征在于，所述量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。


2.根据权利要求1所述的量子阱发光结构，其特征在于，x-y＝0.1-0.2。


3.根据权利要求1所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述InxGa1-xN层中In的含量与InyGa1-yN层中In的含量的差值为10-15wt％。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述InxGa1-xN层中In的含量15-30wt％，所述InyGa1-yN层中In的含量10-15wt％。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述量子阱发光层为由一个以上的结构单元依次层叠设置的复合结构，其中，所述结构单元由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成；可选地，所述结构单元中两层InxGa1-xN层中的x值相等。


6.根据权利要求5所述的量子阱发光结构，其特征在于，
所述InxGa1-xN层的厚度为1.0nm-3.0nm；和/或，
所述InyGa1-yN层的厚度为1.0nm-3.0nm；和/或，
所述量子阱发光层的厚度为9.0nm-120.0nm。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建，焦建军，陈向东，
申请(专利权)人：圆融光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34