【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体,具体涉及一种半导体结构。
技术介绍
1、ⅲ族氮化物作为宽禁带半导体材料中的杰出代表,已经实现了高效的蓝绿光发光二极管(全称light-emitting diodes,简称led)、激光器等固态光源器件,其在平板显示、白光照明等应用方面取得了巨大成功。近十年来,人们期望将这种高效的发光材料应用于紫外波段,以满足日益增长的紫外光源需求。现有研究表明ⅲ族氮化物中的algan是制备半导体紫外光源器件的最佳候选材料,algan基紫外led具有无毒环保、小巧便携、低功耗、低电压、易集成、寿命长、波长可调等诸多优势,有望在未来几年取得突破性进展以及广泛应用,并逐步取代传统紫外汞灯。
2、目前algan基紫外led器件相比gan基蓝光led的发光效率仍然很低,尤其是在深紫外波段,器件的外量子效率往往低于10%。造成这一种现象的主要原因包括algan基紫外led较低的内量子效率和algan材料中较高的材料缺陷密度等等。其中,内量子效率的低下主要和紫外led有源区中较低的电子捕获效率和较低的空穴注入效率有关,使得电子很容易逃脱量子阱的束缚而泄漏到p型区与空穴进行非辐射复合。
技术实现思路
1、有鉴于此,本技术实施例提供了一种半导体结构,以解决现有技术中algan基深紫外led内量子效率低下的技术问题。
2、根据本技术的一个方面,本技术一实施例提供的一种半导体结构,包括
3、第一半导体层;
4、形成在所述第一半导体层上的多量子阱层,所述多
5、形成在所述量子阱层上的插入层;
6、形成在所述多量子阱层上的第二半导体层;
7、其中,所述插入层为bxalygazn材料,x+y+z=1。
8、作为可选的实施例,所述插入层b组分x大于等于0.01且小于等于0.2,所述插入层ga组分z小于等于0.45。
9、作为可选的实施例,每个所述插入层的厚度大于等于1nm且小于等于10nm。
10、作为可选的实施例,所述插入层可以为n型掺杂或者p型掺杂。
11、作为可选的实施例,沿远离所述第一半导体层的方向,每个所述插入层的b组分变化为均匀不变、线性增大、线性减小、阶梯型增大、阶梯型减小、delta变化中一种或多种的组合。
12、作为可选的实施例,沿远离所述第一半导体层的方向,多个所述插入层b组分x为逐层均匀递增或跳变递增。
13、作为可选的实施例,所述半导体结构进一步包括位于所述量子垒层上的插入层,所述插入层为bxalygazn材料,x+y+z=1。
14、作为可选的实施例,沿远离所述第一半导体层的方向,所述插入层为多层结构。
15、作为可选的实施例,所述多层结构包括层叠设置的第一硼组分层和远离量子阱层的第二硼组分层。
16、作为可选的实施例,所述第一硼组分层的b组分x大于所述第二硼组分层的b组分x。
17、作为可选的实施例,所述多层结构为超晶格结构。
18、作为可选的实施例,所述超晶格结构由高b组分的balgan/低b组分的balgan周期结构组成。
19、作为可选的实施例,沿水平方向,所述插入层具有多个子区。
20、作为可选的实施例,所述多个子区中至少两个子区的b组分x不同。
21、作为可选的实施例,所述量子阱层和所述量子垒层为algan材料。
22、作为可选的实施例,所述第一半导体层为n型层,所述第二半导体层为p型层,所述第一半导体层和所述第二半导体层为algan材料。
23、与现有技术相比,本技术的有益效果在于:
24、本技术提供了一种半导体结构,半导体结构包括,第一半导体层,位于第一半导体层上包含交替排布的量子垒层和量子阱层的多量子阱层,位于量子阱层上的插入层,位于多量子阱层上的第二半导体层,其中,插入层为bxalygazn材料,x+y+z=1。本技术中,balgan插入层的设置可以使量子阱层和量子垒层之间的能隙差异变大,从而提高量子阱层对载流子的俘获并形成辐射复合的概率;同时由于b元素的引入,balgan的晶格常数较algan的更大,balgan插入层和algan量子阱层界面处形成的内建应力造成的导带和价带的能带弯曲更大,进一步提高了在正向偏压情况下载流子的辐射复合几率,从而提升深紫外led的发光效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,每个所述插入层(23)的厚度大于等于1nm且小于等于10nm。
3.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述插入层(23)可以为n型掺杂或者p型掺杂。
4.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿远离所述第一半导体层(10)的方向,每个所述插入层(23)的B组分变化为均匀不变、线性增大、线性减小、阶梯型增大、阶梯型减小、delta变化中一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿远离所述第一半导体层(10)的方向,多个所述插入层(23a,23b,…)B组分x为逐层均匀递增或跳变递增。
6.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述半导体结构进一步包括位于所述量子垒层(21)上的插入层(230),所述插入层(230)为BxAlyGazN材料,x+y+z=1。
7.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿远离所述第一半导体层(10)的方向,所述插入层(23)为多层结构。
8.
9.根据权利要求8所述半导体结构,其特征在于,所述第一硼组分层(231)的B组分x大于所述第二硼组分层(232)的B组分x。
10.根据权利要求7所述半导体结构,其特征在于,所述多层结构为超晶格结构。
11.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿水平方向,所述插入层(23)具有多个子区(S1,…,Sm)。
12.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述量子阱层(22)和所述量子垒层(21)为AlGaN材料。
13.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述第一半导体层(10)为n型层,所述第二半导体层(30)为p型层,所述第一半导体层(10)和所述第二半导体层(30)为AlGaN材料。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,每个所述插入层(23)的厚度大于等于1nm且小于等于10nm。
3.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述插入层(23)可以为n型掺杂或者p型掺杂。
4.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿远离所述第一半导体层(10)的方向,每个所述插入层(23)的b组分变化为均匀不变、线性增大、线性减小、阶梯型增大、阶梯型减小、delta变化中一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,沿远离所述第一半导体层(10)的方向,多个所述插入层(23a,23b,…)b组分x为逐层均匀递增或跳变递增。
6.根据权利要求1所述半导体结构,其特征在于,所述半导体结构进一步包括位于所述量子垒层(21)上的插入层(230),所述插入层(230)为bxalygazn材料,x+y+z=1。
7.根据权利要求1所述半导体结构,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘慰华,
申请(专利权)人:无锡晶湛半导体有限公司,
类型:新型
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。