【技术实现步骤摘要】
一种提高发光效率的LED外延结构及其制作方法
[0001]本专利技术涉及半导体光电子
,尤其是涉及一种提高发光效率的LED外延结构及其制作方法。
技术介绍
[0002]目前,AlInGaN基发光材料因其禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等物理和化学特性在显示、照明领域发挥着越来越多应用。而多量子阱InGaN/GaN作为LED的有源区,对LED的光学特性尤为重要。但是在长波段中,如绿光、黄光、红光等,随着有源区InGaN中In组分越来越高,其晶体质量变差,缺陷增多,进而降低LED发光效率。并且InN和GaN之间晶格失配严重及低混溶性,容易在InGaN/GaN有源区出现In团簇,进而导致发光不集中,显色不纯等现象。此外,III族氮化物由于其自发极化和压电极化,会形成一个内建电场,容易产生量子限制斯塔克效应,加剧电子泄露。为了解决这一问题,目前常见的则是在InGaN/GaN有源区和P层之间插入一个AlGaN电子阻挡层(EBL),增加导带电子势垒,减少电子泄露,但这一方法也阻碍了空穴从P层传输到有源区,进而阻碍了电子和空穴在有源区的复合,从而影响LED的发光效率。
[0003]因此,减小电子泄露,增加空穴注入效率,削弱强极化电场,促进载流子在有源区的高效复合,成为提升LED发光效率亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此,本专利技术提供了一种提高发光效率的LED外延结构及其制作方法,采用GaN+AlInGaN的Cap层设计,以及Al/In渐变的生长方式,不仅可以起到极化匹配,又 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高发光效率的LED外延结构,其特征在于,包括:衬底、以及在所述衬底一侧表面依次生长的缓冲层、N
‑
GaN层、多量子阱结构以及P
‑
GaN层;其中,所述多量子阱结构由多个量子垒和量子阱交替形成,所述量子阱包括在所述量子垒上依次生长的InN层、InGaN层、GaN层以及AlInGaN层,所述GaN层和所述AlInGaN层构成Cap层,且在所述N
‑
GaN层到所述P
‑
GaN层之间,所述Cap层采用Al/In渐变的生长方式,能够起到极化匹配,形成高导带势垒,减小电子泄露的作用,并且在所述量子阱的生长初期,采用预通In的生长方式,形成InN团簇,增加In的并入,从而减少穿透位错,增加辐射复合发光。2.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,所述量子垒的生长周期为N+1,N为6~12;第1至第N
‑
3个量子垒的厚度为D
QB1
,D
QB1
=7~16nm;第N
‑
1和第N
‑
2个量子垒的厚度为D
QB2
,D
QB1
‑
D
QB2
≥2~6nm;第N个量子垒的厚度为D
QB3
,D
QB3
‑
D
QB2
≤2~4nm;第N+1个量子垒的厚度为D
QB4
,D
QB4
=18~30nm。3.根据权利要求2所述的LED外延结构,其特征在于,第1至第N个量子垒均为GaN层,第N+1个量子垒为AlGaN层。4.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,所述量子阱的生长周期为N,N为6~12;第1至第N
‑
4个量子阱中In组分为X,且逐渐增加,0.05≤X≤0.3;第N
‑
3个和第N
‑
2个量子阱中In组分保持不变,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王莎莎,万志,陈少彬,史成丹,卓祥景,柯志杰,艾国齐,
申请(专利权)人:厦门未来显示技术研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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