CN103187501A - 一种高亮度GaN基绿光LED中的外延结构 - Google Patents

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一种高亮度GaN基绿光LED中的外延结构，涉及GaN基绿光LED的外延生长技术领域。包括在衬底上依次生长的GaN成核层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层和InGaN电流隧穿层，其特点是：在InGaN/GaN多量子阱有源层和p型AlGaN电子阻挡层之间生长Al(In)GaN/GaN超晶格插入层。本发明可有效降低p型AlGaN电子阻挡层和p型GaN生长过程中Mg向MQWs扩散，提高多量子阱中的非辐射复合效率，降低p型AlGaN电子阻挡层和多量子阱晶格失配造成的引力场导致的空穴注入不足的现象，进而有效提高发光，特别是InGaN绿光LED。

Description

一种高亮度GaN基绿光LED中的外延结构
技术领域
本发明涉及GaN基绿光LED的外延生长技术领域。
背景技术
在MOCVD中，p型AlGaN EBL和p型GaN生长过程中Mg会向多量子阱扩散，形成杂质缺陷。由于Mg在多量子阱中起到非辐射中心的作用，会降低辐射复合效率。同时，由于p型AlGaN EBL和多量子阱晶格失配造成的极化电场会降低空穴的注入效率。InGaN基绿光由于量子阱生长温度低，晶体质量较差，上述两种现象极为明显。
而如何改善上述因素也是人们探究高亮度绿光LED的突破口，如何降低Mg的扩散效应和减少p型AlGaN EBL和多量子阱晶格失配效应是目前的一个主要技术难题。
发明内容
本发明目的是提出一种能降低Mg的扩散效应和减少p型AlGaN EBL和多量子阱晶格失配效应、可提高绿光LED亮度的外延结构。
本发明包括在衬底上依次生长的GaN成核层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层和InGaN 电流隧穿层，其特点是：在所述InGaN/GaN多量子阱有源层和p型AlGaN电子阻挡层之间生长Al(In)GaN/GaN超晶格插入层。
本发明的特点是在外延层生长InGaN/GaN多量子阱有源层和p型AlGaN 电子阻挡层之间生长Al(In)GaN/GaN超晶格插入层。本发明引入了Al(In)GaN/GaN超晶格插入层后，由于AlGaN中对Mg元素有阻挡作用，可有效降低p型AlGaN电子阻挡层和p型GaN生长过程中Mg向MQWs扩散，提高多量子阱中的非辐射复合效率；同时可以降低p型AlGaN电子阻挡层和多量子阱晶格失配造成的引力场导致的空穴注入不足的现象，进而有效提高发光，特别是InGaN绿光LED。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为本发明GaN基绿光LED和传统GaN基绿光LED的外延片PL测试强度对比曲线图。
图3为本发明GaN基绿光LED和传统GaN基绿光LED的输出光功率对比曲线图。
具体实施方式
例一：图1中，1.蓝宝石衬底；2.GaN成核层；3.非掺杂GaN层；4.n型GaN层；5.InGaN/GaN多量子阱有源层；6(a)为Al(In)GaN超晶格插入层；6(b)为GaN超晶格插入层；7. p型AlGaN电子阻挡层；8. p型GaN层；9.InGaN 电流隧穿层。
在衬底1上依次生长有GaN成核层2、非掺杂GaN层3、n型GaN层4、InGaN/GaN多量子阱有源层5、Al(In)GaN超晶格插入层6（a）、GaN超晶格插入层6(b)、p型AlGaN电子阻挡层7、p型GaN层8和InGaN 电流隧穿层9。
例二：图1中，1.蓝宝石衬底；2.GaN成核层；3.非掺杂GaN层；4.n型GaN层；5.InGaN/GaN多量子阱有源层；6(a)为GaN超晶格插入层；6(b)为Al(In)GaN超晶格插入层；7. p型AlGaN电子阻挡层；8. p型GaN层；9.InGaN 电流隧穿层。
在衬底1上依次生长有GaN成核层2、非掺杂GaN层3、n型GaN层4、InGaN/GaN多量子阱有源层5、GaN超晶格插入层6（a）、Al(In)GaN超晶格插入层6(b)、p型AlGaN电子阻挡层7、p型GaN层8和InGaN 电流隧穿层9。
图2为具有Al(In)GaN/GaN超晶格插入层GaN基绿光LED和传统GaN基绿光LED的外延片PL测试强度对比曲线图；从图中可见：有Al(In)GaN/GaN超晶格插入层GaN基绿光LED的PL强度更强。
图3为 具有Al(In)GaN/GaN超晶格插入层GaN基绿光LED和传统GaN基绿光LED的输出光功率对比曲线图；从图中可见：具有Al(In)GaN/GaN超晶格插入层GaN基绿光LED亮度得到明显的提高。

Claims (3)

1.一种高亮度GaN基绿光LED中的外延结构，包括在衬底上依次生长的GaN成核层、非掺杂GaN层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层、p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层和InGaN 电流隧穿层，其特征在于在所述InGaN/GaN多量子阱有源层和p型AlGaN电子阻挡层之间生长Al(In)GaN/GaN超晶格插入层。
2.根据权利要求1所述高亮度GaN基绿光LED中的外延结构，其特征在于在所述InGaN/GaN多量子阱有源层外生长Al(In)GaN层，在Al(In)GaN层外生长GaN层，所述p型AlGaN电子阻挡层生长在GaN层外。
3.根据权利要求1所述高亮度GaN基绿光LED中的外延结构，其特征在于在所述InGaN/GaN多量子阱有源层外生长GaN层，在GaN层外生长Al(In)GaN层，所述p型AlGaN电子阻挡层生长在Al(In)GaN层外。
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