CN104300060A - 一种具有组分渐变缓冲层的绿光led结构 - Google Patents

一种具有组分渐变缓冲层的绿光led结构 Download PDF

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王智勇
杨翠柏
张杨
杨光辉
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Abstract

一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构，包括蓝宝石衬底层、GaN成核层、非掺杂GaN层、高温n型GaN层、InxGa1-xN/GaN多量子阱层和p型GaN层，其特点是在高温n型GaN层与InxGa1-xN/GaN多量子阱层之间设置一低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层。通过设置该缓冲层可以缓解InGaN多量子阱发光层所受到的应力，从而提高量子阱结构层的晶体质量，降低非辐射复合，增加绿光LED的发光效率。

Description

一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构
技术领域
本发明涉及一种绿光LED的外延技术领域，尤其涉及一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构。
背景技术
目前市场上已经开始出现越来越多的绿光LED相关产品，绿光LED应用范围广泛，可以应用于室内外大型显示屏、交通信号灯、背光源(平板电脑、手机显示屏等)、便携式照明系统、固定彩色照明系统、光学存储系统等多个领域。绿光LED相关产品的市场份额也在逐渐增大，市场对绿光LED产品的性能要求也越来越高。如何获得高高度、高质量的绿光LED产品成为现在研究的热点。
但是，由于绿光LED外延生长工艺中的量子阱InGaN材料中的In组分(20％--35％)要比蓝光LED中(10％--20％)高很多，将意味着在生长绿光LED量子阱材料时需要更低的生长温度，这与n型GaN层的生长温度相差较大，会导致量子阱材料较差的晶格质量，使绿光LED的高度及性能下降；另外，在绿光LED多量子阱材料的生长过程中，高温n型GaN层与量子阱材料之间的晶格变化较大，会导致严重的晶格失配和极化效应，产生电子空穴波函数空间分离现象。因此，与蓝光LED相比，绿光LED的辐射复合效率会下降。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种能缓解高温n型GaN结构层和多量子阱发光层之间的应力差的具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构。
本发明的技术方案是：一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构，包括蓝宝石衬底层、GaN成核层、非掺杂GaN层、高温n型GaN层、InxGa1-xN/GaN多量子阱层和p型GaN层，其特点是在高温n型GaN层与InxGa1-xN/GaN多量子阱层之间设置一低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层。
所述低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层由多层不同In组分的n型InyGa1-yN薄层组成，所述的多层InyGa1-yN薄层生长在高温n型GaN结构层上，所述的多层InyGa1-yN薄层In组分从下至上逐渐变大，其中0<y<x。
本发明的技术优势在于：本发明在高温n型GaN结构层与InGaN多量子阱发光结构层之间设置了低温组分渐变缓冲层，缓冲层的生长温度与InGaN多量子阱发光结构层的生长温度相同，缓冲层包括了In组分从下至上逐渐变大的多层InyGa1-yN薄层材料，该缓冲层可以缓解InGaN多量子阱发光层所受到的应力，从而提高量子阱结构层的晶体质量，降低非辐射复合，增加绿光LED的发光效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为蓝宝石衬底层、2为GaN成核层、3为非掺杂GaN层、4为高温n型GaN层、5为低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层、6为InxGa1-xN/GaN多量子阱层、7为p型GaN层。
具体实施方式
如图1所示，在蓝宝石衬底层1上依次生长GaN成核层2、非掺杂GaN层3、高温n型GaN层4、低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层5、InxGa1-xN/GaN多量子阱层6和p型GaN层7。
一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构，包括蓝宝石衬底层1、GaN成核层2、非掺杂GaN层3、高温n型GaN层4、InxGa1-xN/GaN多量子阱层6和p型GaN层7，其特点是在高温n型GaN层4与InxGa1-xN/GaN多量子阱层6之间设置一低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层5。
所述低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层5由多层不同In组分的n型InyGa1-yN薄层组成，所述的多层InyGa1-yN薄层生长在高温n型GaN层4上，所述的多层InyGa1-yN薄层In组分从下至上逐渐变大，其中0<y<x。

Claims (2)

1.一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构，其特征在于：该结构包括蓝宝石衬底层(1)、GaN成核层(2)、非掺杂GaN层(3)、高温n型GaN层(4)、InxGa1-xN/GaN多量子阱层(6)和p型GaN层(7)，其特点是在高温n型GaN层(4)与InxGa1-xN/GaN多量子阱层(6)之间设置一低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层(5)；
在蓝宝石衬底层(1)上依次生长GaN成核层(2)、非掺杂GaN层(3)、高温n型GaN层(4)、低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层(5)、InxGa1-xN/GaN多量子阱层(6)和p型GaN层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种具有组分渐变缓冲层的绿光LED结构，其特征在于：所述低温组分渐变n型InyGa1-yN缓冲层(5)由多层不同In组分的n型InyGa1-yN薄层组成；所述的多层InyGa1-yN薄层生长在高温n型GaN层(4)上，所述的多层InyGa1-yN薄层In组分从下至上逐渐变大，其中0<y<x。
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