CN104518058B - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光器件，包括：第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；有源层，布置在第一半导体层与第二半导体层之间，所述有源层由InxAlyGa1‑x‑yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成并包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有比势垒层小的带隙能量；中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层由InaAlbGa1‑a‑bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成并具有比所述势垒层小的带隙能量；以及阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层由InzAlwGa1‑z‑wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)形成并具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量。本发明能够提高发光效率。

Description

发光器件
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月2日提交于韩国知识产权局、申请号为10-2013-0118096的韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请实施例涉及一种产生紫外光的发光器件。
背景技术
作为发光器件的代表性例子的发光二极管(LED)是将电信号转换成红外光、可见光或使用化合物半导体的特性的光的器件。如今，LED被应用于诸如家用电器、遥控器、电子招牌、显示器、各种自动装置等等之类的设备，并且其应用在不断扩大。
通常，小型化的LED被制作为表面安装器件，以便被直接安装到印刷电路板(PCB)。因此，被用作显示装置的LED灯也被开发为表面安装器件。这样的表面安装器件可取代传统的简单灯具，并用于呈现各种颜色的照明显示器、字符显示器、图像显示器等。
随着LED应用范围的扩大，用于日常使用的照明和用于求救信号的照明所需要的亮度增加。因此，提高LED的亮度是很重要的。
此外，提高发光器件的有源层中电子与空穴之间的再结合概率非常重要。特别地，在产生紫外范围内的光的UV发光器件中，半导体层中Al的组成比增加，切割Mg-H络合物并形成Mg+离子所需的激活能量增加，p区的空穴密度降低，并且发光效率降低。此外，不利的是，半导体层边界表面处的接触电阻增加并且工作电压增加。
发明内容
实施例提供一种用于产生紫外光以增进空穴的注入并提高发光效率的发光器件。
在一个实施例中，一种发光器件包括：第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；有源层，布置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层由InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成并包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有比所述势垒层小的带隙能量；中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层由InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成并具有比所述势垒层小的带隙能量；以及阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层由InzAlwGa1-z-wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)形成并具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量。
在另一个实施例中，一种发光器件包括：第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；有源层，布置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述有源层包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有并所述势垒层小的带隙能量；中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层具有比所述势垒层小的带隙能量；以及阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量。
在又一个实施例中，一种发光器件封装，包括至少一个发光器件，其中所述发光器件包括：第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；有源层，布置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述有源层由InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成并包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有比所述势垒层小的带隙能量；中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层由InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成并具有比所述势垒层小的带隙能量；以及阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层由InzAlwGa1-z-wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)形成并具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述将更清楚地理解实施例的细节，附图中：
图1是示出根据实施例的发光器件的剖面图；
图2是图1的A部分的局部放大图；
图3是示出根据图1所示的实施例的发光器件的能带图；
图4是示出根据另一实施例的发光器件的剖面图；
图5是示出包括根据本实施例的发光器件的发光器件封装的剖面图；
图6是示出包括根据实施例的发光器件的显示装置的分解透视图；
图7是示出图6的显示装置的剖视图；以及
图8是示出包括根据实施例的发光器件的照明装置的分解透视图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，其示例示于附图中。然而，本公开可以实施为许多不同的形式并且不应被解释为仅限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。本公开仅由权利要求的范围限定。在某些实施例中，本领域中公知的器件构造或方法的详细描述可被省略，以避免本领域普通技术人员混淆对本公开的理解。所有附图尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
空间相对术语，诸如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”或“上部”在本文中可用于描述图中所示的一个元件与另一个元件的关系。应当理解的是，除了在附图中描述的方位之外，空间相对术语旨在涵盖器件的不同方位。例如，如果一个附图中的器件被翻转，则被描述为在其它元件“下方”或“之下”的元件将被定向为在其它元件的“上方”。因此，该示例性术语“下方”或“之下”可以包括上方和下方两种方位。因为该器件可以被定向在另一个方向，所以可以根据器件的方位解释空间相对术语。
本公开中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本公开。如在本公开和所附的权利要求中所使用的，单数形式的“一”，“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”用在本说明书中时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的群组。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与通常由本领域的普通技术人员所理解的含义相同的含义。应当进一步理解的是，诸如在常用字典中所定义的术语，应该被理解为具有与它们在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且不应在理想化或过于形式化的意义上解释，除非本文明确定义。
在附图中，为了方便描述和清楚起见，各层的厚度或者尺寸被夸大、省略或示意性地示出。此外，各构成元件的尺寸或面积不完全反映其实际大小。
用于描述根据实施例的发光器件的结构的角度或方向基于附图中所示。除非有定义，否则在本说明书中没有定义参考点来描述发光器件的结构中的角度位置关系，可以参考相关联的附图。
图1是示出根据实施例的发光器件的剖面图，图2是图1的A部分的局部放大图，并且图3是示出根据图1所示的实施例的发光器件的能带图。
参照图1，根据本实施例的发光器件100包括衬底(substrate)110和布置在衬底上的发光结构，并且发光结构包括第一半导体层120、有源层130、中间层180、阻挡层140和第二半导体层150。
衬底110可以由透光材料制成，诸如蓝宝石(Al2O3)、GaN、ZnO或AlO，但本公开不限于此。此外，衬底110可以由载体晶片(carrier wafer)形成，该载体晶片是适于半导体材料生长的材料。衬底110可以由具有高导热性的材料形成，并且可以包括导电或绝缘衬底，例如，具有比蓝宝石(Al2O3)衬底更高的导热性的SiC衬底，或Si、GaAs、GaP、InP和Ga2O3中的至少一种。
同时，可以在衬底110的前表面上设置诸如不规则结构等图案化衬底(PSS)结构，以提高光提取效率。本文提到的衬底110可以具有或可以不具有PSS结构。
同时，缓冲层(未示出)可以布置在衬底110上，以防止衬底110与第一导电半导体层120之间的晶格失配，并使得半导体层容易生长。缓冲层(未示出)可以在低温环境下形成，并由用以减少衬底110与第一导电半导体层120之间的晶格失配的材料形成。例如，缓冲层可包括诸如GaN、InN、AlN、AlInN、InGaN、AlGaN或InAlGaN等材料，但本公开不限于此。
缓冲层(未示出)可以在衬底110上生长为单晶的形式，并且以单晶形式生长的缓冲层提高了在缓冲层(未示出)上生长的第一半导体层120的结晶性。
可以在缓冲层(未示出)上形成包括第一半导体层120、有源层130、中间层180、阻挡层140和第二半导体层150的发光结构。
第一半导体层120可以被布置在缓冲层(未示出)上。第一半导体层120可以由半导体化合物形成，并且可以掺杂有第一导电型掺杂剂。例如，第一半导体层120可以实现为n型半导体层并向有源层130提供电子。第一半导体层120选自具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，诸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN等，并且可以掺杂有n型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se或Te。在UV发光器件的情况下，第一半导体层可以包括AlGaN。
此外，发光器件可以进一步包括在第一半导体层120下方的未掺杂的半导体层(未示出)，但本公开不限于此。该未掺杂的半导体层用于提高第一半导体层120的结晶性，并且除了未掺杂的半导体层因为其没有被掺杂n型掺杂剂而具有比第一半导体层120低的导电率之外，该未掺杂的半导体层与第一半导体层120相同。
有源层130形成在第一导电半导体层120上。有源层130可使用由III-V族元素构成的化合物半导体材料形成为单量子阱或多量子阱结构、量子线结构、量子点结构等。
在本实施例的发光器件100中，有源层130可以具有量子阱结构。有源层130被布置在第一半导体层与第二半导体层之间，并具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。即，AlN、GaN和InN层可以交替布置。有源层130可以具有单量子阱或者多量子阱结构，其包括多个势垒层B和布置在势垒层B之间的多个阱层Q。根据实施例，阱层Q和势垒层B可以交替布置。阱层Q和势垒层B的数量可以是3到5层。
每个阱层Q可以由具有比每个势垒层B小的带隙能量的材料形成。随着阱层Q的Al含量增加，带隙能量的自由度增加，晶格常数增加，发光效率增加，并且所发射的光的波长缩短。光的波长可以根据半导体层的成分和厚度来确定。
有源层130可以产生325nm至385nm波长的紫外(UV)范围的光。当势垒层B与阱层Q的组成比为0至0.7并且势垒层B的Al含量高于阱层Q的Al含量时，可以产生紫外范围内的光。当阱层与势垒层的Al组成比为0.7或更大时，AlN层与GaN层之间的晶格失配增加并且因此产生表面缺陷。
将参照图2和图3详细描述具有多量子阱结构的有源层130的Al含量、阱层Q和势垒层B的不同的能量带隙结构等。
导电包覆层(未示出)可以布置在有源层130上和/或有源层130下方。导电包覆层(未示出)可以由半导体形成并且可以具有比有源层134大的带隙。例如，导电包覆层(未示出)可以包括AlGaN。
第二半导体层150可以由半导体化合物形成，用于将空穴注入有源层130，并且第二半导体层150可以掺杂有第二导电型掺杂剂。例如，第二半导体层140被实现为p型半导体层。第二半导体层150例如由具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料形成，例如，选自GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN等，并掺杂有p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。在UV发光器件中，第二半导体层可以包括AlGaN。
中间层180被布置在有源层130与第二半导体层之间，并由InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成。中间层180可以具有比每个势垒层B小的带隙能量。当中间层180被布置在有源层130与阻挡层140之间时，可以改善将空穴注入有源层130的效果。
中间层180的Al含量小于势垒层B和阻挡层140的Al含量，并且大于阱层Q的Al含量。Al含量是指Al在组合物中的重量或质量比例。
中间层180可以掺杂有p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。中间层180的掺杂浓度可以是1E18到1E20 cm-3。
阻挡层140可以布置在中间层180与第二半导体层150之间。阻挡层140由具有化学式InzAlwGa1-z-wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)的半导体材料形成，并且具有比第二半导体层150大的晶格常数。在UV发光器件中，阻挡层包括AlGaN。阻挡层140可以具有比有源层130和中间层180大的带隙能量。
在施加高电流时，阻挡层140防止从第一半导体层120注入有源层130的电子在有源层130中不重新结合并流动到第二半导体层150的现象。阻挡层140具有比有源层130大的带隙，并防止从第一半导体层120注入的电子与有源层130分离并注入第二半导体层150的现象。结果是，有源层130中的电子与空穴之间再结合的概率增加，并因此防止电流泄漏。
阻挡层140可以掺杂有p型掺杂剂。以高的p型掺杂浓度掺杂的阻挡层140有助于将空穴注入有源层130。
阻挡层140可以包括AlGaN，并且可以具有比有源层130和中间层180高的Al含量。阻挡层140可以具有比有源层130和中间层180大的带隙能量。
第一半导体层120、有源层130、中间层180、阻挡层140和第二半导体层150例如可以由诸如金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)和溅射等方法形成，但本公开不限于此。
此外，第一半导体层120和第二半导体层150中的导电掺杂剂的掺杂浓度可以是均匀的或不均匀的。即，半导体层可以具有各种掺杂浓度分布，但本公开不限于此。
此外，第一半导体层120可以实现为P型半导体层，第二半导体层150可以实现为n型半导体层，并且包括n型或p型半导体层、具有与第二半导体层150相反的极性的第三半导体层(未示出)可以形成在第二半导体层150上。因此，发光器件100可以具有np、pn、npn和pnp结结构中的至少一个。
透光电极层170可以形成在第二半导体层150上。透光电极层170包括以下中的至少一种：ITO，IZO(In-ZnO)，GZO(Ga-ZnO)，AZO(Al-ZnO)，AGZO(Al-Ga ZnO)，IGZO(In-GaZnO)，IrOx，RuOx，RuOx/ITO，Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO。因此，透光电极层170将在有源层130中产生的光发射到外部，并且透光电极层170形成在第二半导体层150的外表面的全部或部分中，从而防止电流聚集(current crowding)。
同时，电连接到第一半导体层120的第一电极172可以布置在第一半导体层120上。例如，可以部分地移除有源层130和第二半导体层150以暴露第一半导体层120的一部分，并且第一电极172可以形成在暴露的第一半导体层120上。即，第一半导体层120具有面向有源层130的上表面和面向衬底110的下表面，其中上表面具有带有至少一个暴露部分的区域，并且第一电极172布置于上表面的暴露部分，但本公开不限于此。
同时，可以通过预定的蚀刻方法来实施第一半导体层120的一部分的暴露，但本公开不限于此。此外，蚀刻方法可以是湿法或干法蚀刻。
此外，第二电极174被电连接到第二半导体层150。例如，第二电极174可以形成在第二半导体层150上。
同时，第一电极172和第二电极174可以包括导电材料，例如，选自以下的金属：In，Co，Si，Ge，Au，Pd，Pt，Ru，Re，Mg，Zn，Hf，Ta，Rh，Ir，W，Ti，Ag，Cr，Mo，Nb，Al，Ni，Cu和WTi，或它们的合金；并且第一电极172和第二电极174可以具有单层或者多层结构，但本公开不限于此。
参照图2，发光器件100的有源层130可以具有多量子阱结构。因此，有源层130可以包括第一至第三阱层Q1、Q2和Q3以及第一至第三势垒层B1、B2和B3。
此外，第一至第三阱层Q1、Q2和Q3以及第一至第三势垒层B1、B2和B3可以交替布置，如图2所示。
同时，如图2所示，形成第一至第三阱层Q1、Q2和Q3和第一至第三势垒层B1、B2和B3，并且第一至第三阱层Q1、Q2和Q3和第一至第三势垒层B1、B2和B3交替地布置，但本公开不限于此。阱层和势垒层可以存在多个，并且具有预定的布置。根据一个实施例，阱层和势垒层的数量优选为3至5层。随着阱层和势垒层的数量增加，有源层130的体积增加并且发光效率提高。另一方面，当阱层和势垒层的数量过度增加时，多个阱层之间的电子和空穴的转移比较困难，因而发光效率降低。
此外，如上所述，形成阱层Q1、Q2和Q3的材料的成分、带隙和厚度可以与势垒层B1、B2和B3的不同，并且不限于图2中所示。
势垒层B1、B2和B3的Al含量高于阱层Q1、Q2和Q3及中间层180的Al含量，并且比阻挡层140的Al含量低。例如，势垒层B1、B2和B3包括AlGaN，并且阱层Q1、Q2和Q3包括InGaN。
从阱层Q1、Q2和Q3发射的光的波长可以通过调整阱层Q1、Q2和Q3的Al含量来控制。随着阱层Q1、Q2和Q3的Al含量增加，则所发射的光的波长变短。
势垒层B1、B2和B3可以具有比阱层Q1、Q2和Q3大的带隙能量。势垒层B1、B2和B3的带隙能量可以小于阻挡层140的带隙能量，并且大于中间层180的带隙能量。
阱层Q1、Q2和Q3以及势垒层B1、B2和B3中的每层可以具有4至20nm的厚度。势垒层B1、B2和B3的厚度被设定为预定值，从而抑制直接穿隧。当阱层Q1、Q2和Q3的厚度过小时，阱层可以与阻挡层相结合，并且当阱层Q1、Q2和Q3的厚度过大时，量子效应导致的带隙增量减小，并且因此所发射光的波长增加。当阱层Q1、Q2和Q3的厚度减小时，产生更短波长的光。特别地，接触中间层的第三势垒层B3未被掺杂，并且防止第二半导体层150的掺杂材料朝向第三阱层Q3扩散。当第三势垒层B3的厚度过小时，可能会发生扩散，而当厚度过大时，晶体缺陷的数量可能增加。
中间层180可以布置在有源层与第二半导体层之间。中间层180的作用是减小有源层130与第二半导体层150之间的压电效应，从而改善从第二半导体层150至有源层130的空穴注入效率。
中间层180可以包括AlGaN。中间层180的Al含量低于势垒层B1、B2和B3的Al含量及阻挡层140的Al含量，并且高于阱层Q1、Q2和Q3的Al含量。在一个实施例中，当由AlGaN形成的第三势垒层B3和阻挡层140的Al含量分别为0.09至0.15和0.2至0.25，并且由InGaN形成的第三阱层Q3的In含量为0.01或更小时，中间层的Al组成比优选为0.02至0.13。即，中间层的Al含量为2％至13％。当中间层180的Al含量小于2％时，光吸收导致的发光效率可能会降低，并且当中间层180的Al含量高于第三势垒层B3的Al含量时，会发生p-掺杂材料的扩散，从而导致空穴注入的下降。
中间层180可以具有比势垒层B1、B2和B3及阻挡层小的带隙能量。
中间层180可以具有2nm至30nm的厚度。当中间层180的厚度小于2nm时，第二半导体层150与有源层130之间的压电极化不会减小，并且当中间层的厚度大于30nm时，从第二半导体层150至有源层130的空穴注入效率可能会降低，但本公开不限于此。
中间层180掺杂有p型掺杂剂，并且p型掺杂剂可包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba中的至少一种。例如，中间层180可以掺杂有镁(Mg)。
当中间层180掺杂有p型掺杂剂时，掺杂浓度可以是1E18至1E20 cm-3。这样做的原因是，当Mg的掺杂浓度过低时，从第二半导体层150至有源层130的空穴注入效率的提高是不够的，并且当Mg的掺杂浓度过高时，从中间层180扩散到有源层130的Mg的量增加，并且因此发光器件100的发光效率下降。
同时，中间层180的带隙能量高于每个阱层Q1、Q2和Q3的带隙能量，并低于每个势垒层B1、B2和B3及第二半导体层150的带隙能量。当中间层180的带隙能量过低时，从第二半导体层150提供到有源层130的空穴不能被充分地限制(confined)，当带隙能量过高时，从第二半导体层150至有源层130的空穴注入效率会被减小。在多个半导体层中，可能产生压电极化，该压电极化是由各个半导体层之间的晶格常数差导致的应力、以及方位(orientation)引起的。用于形成发光器件的半导体材料具有高压电系数，因而即使小应变也会造成相当大的极化。由两个极化感应的电场改变发光器件的能带结构，从而扭曲了电子和空穴的分布。这被称为量子限制斯塔克效应(QCSE)，导致发光器件中通过电子和空穴的再结合产生光时较低的内部量子效率，并且可能对发光器件的电气和光学特性具有负面影响，诸如发光光谱的红移。特别地，这样的应变进一步强化了极化效应并增强内部电场，从而根据电场弯曲的能带导致形成尖锐(sharp)的三角势阱(在第二半导体层150与有源层130之间)。其结果是，阻止了电子或空穴集中在三角势阱中的现象。因此，电子和空穴的再结合率可能会降低。即，从第二半导体层150至有源层130的空穴注入效率可能会被不利地减少。
同时，衬底110与形成在衬底110上的发光结构之间的晶格常数差导致的晶体缺陷趋向于根据生长方向增加，并且因此形成在离衬底110最远位置处的第二半导体层150可具有最多数量的晶体缺陷。当考虑到空穴迁移率低于电子迁移率的事实时，第二半导体层150的结晶性变差导致的空穴注入效率的下降可能导致发光器件100的发光效率下降。
如在上述实施例中，当中间层180布置在有源层130与第二半导体层150之间并且中间层180具有较高的晶格常数时，三角势阱的形成可以被减少，电子和空穴的再结合增加，并且从而提高发光器件100的发光效率。此外，从第二半导体层150逸出的空穴具有高能量并因此穿过三角势阱。因此，发光器件100的发光效率得到提高。
阻挡层140可以布置在中间层与第二半导体层150之间。阻挡层140可包含AlGaN。阻挡层的Al含量可以高于第三势垒层B3和中间层180的Al含量。阻挡层140可以具有比第三势垒层B3和中间层180中的每层都大的带隙能量。
图4是示出根据另一实施例的发光器件200的剖面图。
参照图4，根据本实施例的发光器件200包括：支撑构件210，布置在支撑构件210上的第二电极层215，包括第二半导体层250、阻挡层240、中间层280、有源层230和第一半导体层220的发光结构，以及第一电极层282。除了堆叠顺序不同，发光结构的组成、功能、Al组分和带隙能量关系与图2中所示的实施例相同。
支撑构件210可以由诸如金属或导电性陶瓷等导热材料或导电材料制成。支撑构件210可以是单层或包括两层或更多层。
即，支撑构件210可以由从Au、Ni、W、Mo、Cu、Al、Ta、Ag、Pt和Cr或它们的合金中选出的金属形成，并且可以通过层压两种或更多种不同的材料来形成。此外，支撑构件210可以实现为载体晶片，诸如Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC、SiGe、GaN或Ga2O3。
这样的支撑构件210有助于从发光器件200发射光的释放，从而提高了发光器件200的热稳定性。
同时，第二电极层215可以被形成在支撑构件210上，并且第二电极层215可包括以下中的至少一个：欧姆层(未示出)、反射层(未示出)以及结合层(未示出)。例如，第二电极层215可以具有欧姆层/反射层/结合层、欧姆层/反射层、或反射层(包括欧姆层)/结合层的叠层结构，但本公开不限于此。例如，第二电极层215可以具有反射层和欧姆层以此顺序层叠在绝缘层上的结构。
反射层(未示出)可以布置在欧姆层(未示出)与绝缘层(未示出)之间，并且可以由高反射率材料形成，例如，Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au或Hf或它们的组合，或者可以使用此类金属和透光性导电材料(诸如IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO或ATO)形成为多层结构。此外，反射层(未示出)可以具有诸如IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni或AZO/Ag/Ni等层叠结构。此外，当反射层(未示出)由与发光结构270(例如，第二半导体层250)欧姆接触的材料形成时，可以不单独形成欧姆层(未示出)，但本公开不限于此。
欧姆层(未示出)与发光结构的下表面欧姆接触，并且可以形成为一层或者多个图案。欧姆层(未示出)可以选自透光电极层和金属，并且可以例如使用铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、氧化铟锌(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化锑锡(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少之一实现为单层或多层。欧姆层(未示出)有助于载流子注入到第二半导体层250，并且不一定形成该欧姆层。
此外，第二电极层215可以包括结合层(未示出)，并且结合层(未示出)可包括阻挡或者结合金属，并且可以例如包括Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一种，但本公开不限于此。
发光结构可至少包括第二半导体层250、阻挡层240、中间层280、有源层230和第一半导体层220，其中，有源层230介于第二半导体层250与第一半导体层220之间。
第二半导体层250可以形成在第二电极层215上。第二半导体层250可以实现为掺杂有p型掺杂剂的p型半导体层。p型半导体层可以选自具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，例如，选自GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN等，并且可以掺杂有p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。
阻挡层240可以形成在第二半导体层250上，并且中间层280可以形成在阻挡层240上。阻挡层240和中间层280的组成、功能、Al组分比例和带隙关系与图2中所示的实施例相同。
有源层230可以使用III-V族元素的化合物半导体材料形成为单量子阱或多量子阱结构、量子线结构、量子点结构之类。
例如，在有源层230具有量子阱结构的情况下，它可具有单量子阱或多量子阱结构，包括具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的阱层和具有化学式InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)的势垒层。阱层可以由具有比势垒层小的带隙的材料形成。
导电包覆层(未示出)可以布置在有源层230上和/或有源层230下方。导电包覆层(未示出)可以由AlGaN基半导体构成，并且可以具有比有源层230高的带隙。
第一半导体层220可以形成在有源层230上。第一半导体层220可以实现为n型半导体层，并且该n型半导体层可以是例如选自具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，诸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN和AlInN，并且可以掺杂有n型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se或Te。
电连接到第一半导体层220的第一电极层282可以形成在第一半导体层220上，并且第一电极层282可包括具有预定图案的至少一个焊垫(pad)和/或至少一个电极。第一电极层282可以布置在第一半导体层220的上表面的中央、外部或边缘部，但本公开不限于此。第一电极层282可以布置在除第一半导体层220的上表面的部分之外的部分上，但本公开不限于此。
第一电极层282可以使用导电性材料(例如，选自In、Co、Si、Ge、Au、Pd、Pt、Ru、Re、Mg、Zn、Hf、Ta、Rh、Ir、W、Ti、Ag、Cr、Mo、Nb、Al、Ni、Cu和WTi的金属，或它们的合金)形成为单层或多层结构。
同时，发光结构可以包括位于第一半导体层220上的极性与第一半导体层220相反的第三半导体层(未示出)。此外，第二半导体层250可以实现为n型半导体层，并且第一半导体层220可以实现为p型半导体层。其结果是，发光结构可以具有np、pn、npn和pnp结结构中的至少一个。
可以在发光结构上形成光提取结构284。
光提取结构284可以形成在第一半导体层220的上表面上，或者也可以形成在被形成在发光结构上的透光电极层(未示出)上，但本公开不限于此。
光提取结构284可以形成在透光电极层(未示出)或第一半导体层220的上表面的一部分或全部中。可以通过蚀刻透光电极层(未示出)或者第一半导体层220的上表面的至少一部分来形成光提取结构284，但本公开不限于此。蚀刻可以包括湿法和/或干法蚀刻。通过蚀刻工艺，透光电极层(未示出)的上表面或第一半导体层220的上表面可包括形成光提取结构284的粗糙部。具有任意尺寸的粗糙部可以被不规则地形成，但本公开不限于此。粗糙部为不平坦的上表面，并包括纹理图案、粗糙图案以及不均匀图案中的至少一个。
粗糙部的侧横截面可以具有各种形状，诸如圆柱形、多棱柱形(polyprismatic)、锥形(conical)、多棱锥形(polypyramidal)、圆截头锥体和截头棱锥体形状，并优选包括锥形或多棱锥形状。
同时，光提取结构284可以通过诸如光电化学(PEC)蚀刻等方法来形成，但本公开不限于此。光提取结构284形成在透光电极层(未示出)或所述第一半导体层220的上表面上，由此防止从有源层230发射的光从透光电极层(未示出)或第一半导体层220的上表面全反射然后被重新吸收或散射的现象，并有助于提高发光器件200的光提取效率。
可以在发光结构的侧表面或上表面上形成钝化层290，并且钝化层290可以由绝缘材料制成。
图5是示出包括根据本实施例的发光器件的发光器件封装的剖面图。
参照图5，根据本实施例的发光器件封装300包括：设置有空腔的本体310，安装在本体上的第一电极330和第二电极340，电连接到第一电极330和第二电极340的光源灯320，以及填充该空腔使得覆盖光源灯320的密封材料350。
本体310可以由选自以下中的至少一个形成：诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)之类的树脂、硅(Si)、铝(Al)、氮化铝(AlN)、液晶聚合物(光敏玻璃(PSG))、聚酰胺9T(PA9T)、间规聚苯乙烯(SPS)、金属、蓝宝石(Al2O3)、氧化铍(BeO)、印刷电路板(PCB)和陶瓷。此外，本体310可以通过注射成型、蚀刻等来形成，但形成方法不限于此。
本体310的内表面可设置有倾斜面，特别是，从发光器件320发射的光的反射角可根据倾斜面的角度而变化，并且其结果是，可以控制发射到外部的光的方位角。
随着光的方位角减小，从光源单元320发射到外部的光的聚集度增加，而随着光的方位角增大，从光源单元320发射到外部光的聚集度减小。
同时，从上方看，设置在本体310中的空腔可以具有各种形状，诸如圆形、矩形、多边形、椭圆形以及具有弯曲拐角的形状，但本公开不限于此。
光源单元320布置在本体310的空腔中，并且光源单元320例如可以是图1至图4中所示的任何一种发光器件。发光器件可以是紫外(UV)器件，但本公开不限于此。此外，可以安装一个或多个发光器件。
本体310可以包括第一电极330和第二电极340。第一电极330和第二电极340电连接到光源单元320并将电能供应到光源单元320。
此外，第一电极330和第二电极340彼此电隔离，并且反射由光源单元320产生的光以提高发光效率，并将由光源单元320产生的热量释放到外部。
如图5所示，第一电极330和第二电极340经由导线360接合到光源单元320，但本公开不限于此。特别地，在竖直型发光器件中，第一电极330和第二电极340中的任何一个可以经由导线360接合到光源单元320，并且可以是无需导线360而电连接于此。因此，当电能被提供给第一电极330和第二电极340时，电能可以施加到发光器件530。同时，多个引线框架(未示出)安装在本体310中，并且每个引线框架(未示出)可以电连接到发光器件，但本公开不限于此。
第一电极330和第二电极340可包含金属，诸如钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)、磷(P)、铝(Al)、铟(In)、钯(Pd)、钴(Co)、硅(Si)、锗(Ge)、铪(Hf)、钌(Ru)、铁(Fe)及它们的合金。此外，第一电极330和第二电极340可以具有单层或者多层结构，但本公开不限于此。
密封材料(未示出)可以填充在空腔中，以便覆盖光源单元320。
密封材料350可以包含有机硅、环氧树脂或者其它树脂，并且可以通过用树脂填充空腔、随后通过UV或者热固化来形成。
此外，密封材料(未示出)可以包括荧光体，并且取决于从光源单元320发射的光的波长来选择荧光体，以允许发光器件封装300呈现白色光。
取决于从光源单元320发射的光的波长，荧光体可以是蓝色发光荧光体、蓝绿色发光荧光体、绿色发光荧光体、黄绿色发光荧光体、黄色发光荧光体、黄红色发光荧光体、橙色发光荧光体和红色发光荧光体中的至少一种。
即，荧光体(未示出)被从光源单元320发射的第一种光激发以产生第二种光。例如，在光源单元320是UV发光二极管并且荧光体包括红色、绿色和蓝色荧光体的组合的情况下，由UV发光二极管产生的UV光通过红色、绿色和蓝色荧光体并随后被激发，提供白色光。
这样的荧光体可以是已知的荧光体，诸如YAG、TAG、硫化物、硅酸盐、铝酸盐、氮化物、碳化物、氮化硅酸盐、硼酸盐、氟化物以及磷酸盐。
根据本实施例的发光器件可以被应用于发光系统。发光系统包括多个发光器件的阵列，可以包括如图6和图7所示的显示装置、如图8所示的照明装置、或灯、交通灯、车辆前灯、电子板等。
图6是示出包括根据实施例的发光器件的显示装置的分解透视图。
参照图6，根据本实施例的显示装置1000包括导光板1041、用于提供光到导光板1041的光源模块1031、布置在导光板1041下方的反射构件1022、布置在导光板1041上的光学片1051、布置在光学片1051上的显示面板1061、以及容纳导光板1041、光源模块1031和反射构件1022的底盖1011，但本公开不限于此。
底盖1011、反射片1022、导光板1041和光学片1051可以被定义为光照单元1050。
导光板1041用于扩散光，从而提供一种面光源。导光板1041由透明材料形成，例如，丙烯酸类树脂，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂。
光源模块1031提供光到导光板1041的至少一侧，并最终用作显示装置的光源。
光源模块1031的数量可以是一个或多个，并且光源模块1031直接或间接地提供光到导光板1041的一个侧面。光源模块1031包括基板1033和根据本实施例的多个发光器件1035，并且发光器件1035可通过预定的距离排列在基板1033上。
基板1033可以是包括电路图案(未示出)的印刷电路板(PCB)。基板1033不仅可以包括一般的PCB，而且可包括金属核PCB(MCPCB)、柔性PCB等，但本公开不限于此。当发光器件1035被安装在底盖1011的侧面上或散热板的上表面上时，基板1033可以被去除。散热板的一部分可以接触底盖1011的上表面。
此外，发光器件1035可被安装在基板1033上，使得发光表面与导光板1041以预定距离间隔开，但本公开不限于此。发光器件1035可以直接或者间接地提供光到作为导光板1041的侧表面的光接收区，但本公开不限于此。
反射构件1022可以布置在导光板1041下方。反射构件1022将入射到导光板1041的下表面上的光反射，使得所述光向上行进，由此提高光照单元1050的亮度。反射构件1022可以由例如PET、PC或PVC树脂等材料形成，但本公开不限于此。反射构件1022可以对应于底盖1011的上表面，但本公开不限于此。
底盖1011可容纳导光板1041、光源模块1031、反射构件1022等。为此，底盖1011可以包括具有打开的上表面的盒体形状的容纳部1012，但本公开不限于此。底盖1011可以被结合到顶盖，但本公开不限于此。
底盖1011可以由金属或树脂材料形成，并且可以通过诸如压力模塑或挤压模塑等模制工艺形成。此外，底盖1011可以包括高导热性金属或者非金属材料，但本公开不限于此。
显示面板1061例如是LCD面板，其包括彼此面对并且由透明材料形成的第一基板和第二基板，以及布置在第一基板与第二基板之间的液晶层。偏振板可被结合到显示面板1061的至少一个表面，并且偏振板的结合结构不限于此。显示面板1061通过穿过光学片1051的光显示信息。显示装置1000可被应用于各种移动终端、用于笔记本电脑的监视器、用于膝上型电脑的监视器、电视机等。
光学片1051被布置在显示面板1061与导光板1041之间，并且包括至少一个透光片。光学片1051例如可以包括扩散片、水平和竖直棱镜片、以及亮度增强片中的至少一个。扩散片扩散入射光，水平和/或竖直棱镜片将入射光聚焦在显示区域上，而亮度增强片重新使用丢失的光从而提高亮度。此外，可以在显示面板1061上布置保护片，但本公开不限于此。
这里，导光板1041或光学片1051作为光学构件可以布置在光源模块1031的光路中，但本公开不限于此。
图7是示出包括根据实施例的发光器件的显示装置的剖面图。
参照图7，显示装置1100包括底盖1152、其上排列多个发光器件1124的基板1120、光学构件1154以及显示面板1155。
基板1120和发光器件1124可被定义为光源模块1160。底盖1152、至少一个光源模块1160和光学构件1154可以被定义为光照单元1150。底盖1152可包括容纳部1153，但本公开不限于此。光源模块1160包括基板1120和布置在基板1120上的多个发光器件1124。
这里，光学构件1154可以包括以下中的至少一个：透镜，导光板，扩散片，水平和竖直棱镜片，亮度增强片等。导光板可以由PC或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料形成，并且导光板可以被去除。扩散片扩散入射光，水平和竖直棱镜片将入射光聚焦在显示区域上，而亮度增强片重新使用丢失的光从而提高亮度。
光学构件1154布置在光源模块1160上，并且将从述光源模块1160发射的光转换成表面光，或者扩散或聚焦所述光。
图8是示出包括根据实施例的发光器件的照明装置的分解透视图。
参照图8，根据本发明的照明装置包括盖2100、光源模块2200、散热器2400、电源2600、内壳2700和插座2800。此外，根据本发明的照明装置还可以包括构件2300和保持器2500中的至少一个。光源模块2200可以包括根据实施例的发光器件。
例如，盖2100可具有带有开口部的灯泡或半球形中空形状。盖2100可被光学结合到光源模块2200，例如，盖2100扩散、散射或激发从光源模块2200发射的光。盖2100可以是一种类型的光学构件。盖2100可被结合到散热器2400。盖2100可具有结合到散热器2400的结合部。
盖2100的内表面可涂覆有乳白色涂覆材料。乳白色涂覆材料可以包括扩散材料用于扩散光。盖2100的内表面的表面粗糙度可以大于其外表面的表面粗糙度。这样做的原因是，光从光源模块2200被充分散射和扩散，然后被释放到外部。
盖2100可以由诸如玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚碳酸酯(PC)等材料形成。在这些当中，聚碳酸酯具有较高的耐光性、耐热性和强度。盖2100可以是透明的，使得光源模块2200从外部可见，或者盖2100可以是不透明的。盖2100可通过吹塑成型来形成。
光源模块2200可以布置在散热器2400的表面上。因此，热量从光源模块2200传导到散热器2400。光源模块2200可包括多个发光器件2210、至少一个连接板2230、和连接件2250。
构件2300被布置在散热器2400的上表面上，构件2300具有多个引导槽2310，发光器件2210和连接件2250插入所述引导槽2310中。引导槽2310对应于发光器件2210和连接件2250的基板。
光反射材料施加或涂敷在构件2300的表面上。例如，白色涂敷材料可被涂覆或施加到构件2300的表面上。构件2300将被反射到盖2100的内表面并返回到光源模块2200的光反射向盖2100。因此，根据本发明的照明装置发光效率得到提高。
构件2300例如由绝缘材料形成。光源模块2200的连接板2230可包括导电材料。因此，散热器2400可以电接触连接板2230。构件2300由绝缘材料形成，从而防止连接板2230与散热器2400之间的短路。散热器2400从光源模块2200和电源2600接收热量，然后散热。
保持器2500堵塞内壳2700的绝缘部2710的容纳槽2719。因此，容纳在内壳2700的绝缘部2710中的电源2600被密封。保持器2500具有导向突起2510。导向突起2510可包括电源2600的突起2610穿过的孔。
电源2600处理并转换从外部提供的电信号，然后将电信号提供到光源模块2200。电源2600被容纳在内壳2700的容纳槽2719中，并通过保持器2500被密封在内壳2700中。
电源2600可包括突起2610、引导部2630、基部2650和突起2670。
引导部2630从基部2650的一侧突出到外部。引导部2630可以被插入保持器2500。多个元件可以布置在基部2650的表面上。这些元件例如包括：用于将从外部电源提供的交流电转换为直流电的DC电源转换系统，用于控制光源模块2200的操作的驱动芯片，以及用于保护光源模块2200的静电放电(ESD)保护装置，但本公开不限于此。
突起2670从基部2650的另一侧突出到外部。突起2670插入内壳2700的连接部2750，并从外部接收电信号。例如，突起2670的尺寸可以小于或等于内壳2700的连接部2750的尺寸。正(+)极导线和负(－)极导线中的一个端子电连接到突起2670，并且另一个端子被电连接到插座2800。
除了电源2600以外，内壳2700还可包括模制部。模制部是通过使模制液体硬化来形成的区域，并将电源2600固定到内壳2700的内部区域。
根据实施例的发光器件具有中间层和阻挡层插在第二半导体层与有源层之间的构造，从而减少压电极化，并提高有源层中的电子和空穴之间再结合的概率。
此外，有利的是，通过减少扩散到有源层的p型掺杂剂的量，可以防止发光器件的亮度降低。
此外，根据实施例，提高了发光效率，并因此降低了发光器件的操作电压。
尽管已经参照多个示例性实施例描述了实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员可以设想出落入实施例的实质范围内的许多其它的修改和应用。更具体地，可以对实施例的具体构成要素进行各种变型和修改。此外，可以理解的是，与这些变型和修改相关的区别落入由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种发光器件，包括：
第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；
第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；
有源层，布置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述有源层由InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成并包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有比所述势垒层小的带隙能量；
中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层由InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成并具有比所述势垒层小的带隙能量；以及
阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层由InzAlwGa1-z-wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)形成并具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量；以及
其中所述中间层与所述阻挡层相接触；
所述阱层和所述势垒层中的每层具有4至20nm的厚度；
所述中间层具有0.02至0.13的Al组成比。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述有源层产生具有325nm至385nm的波长的UV光。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述势垒层的Al含量高于所述阱层的Al含量并低于所述阻挡层的Al含量。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述中间层的Al含量低于所述势垒层和所述阻挡层的Al含量并高于所述阱层的Al含量。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述中间层掺杂有p型掺杂剂。
6.根据权利要求5所述的发光器件，其中所述中间层具有1E18至1E20cm-3的掺杂浓度。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述中间层具有2nm至30nm的厚度。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述阻挡层掺杂有p型掺杂剂。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述阱层和所述势垒层交替布置，并且所述阱层的数量为3至5层。
10.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：
第一电极，电连接到所述第一半导体层；以及
第二电极，电连接到所述第二半导体层。
11.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：
透光电极层，布置在所述第二半导体层上。
12.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：
衬底，布置在所述第一半导体层下方。
13.根据权利要求12所述的发光器件，其中所述衬底包括在所述衬底的上表面上的多个不规则部，以提高光提取效率。
14.一种发光器件，包括：
第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；
第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；
有源层，布置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述有源层包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有并所述势垒层小的带隙能量；
中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层具有比所述势垒层小的带隙能量；以及
阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量；以及
其中所述中间层与所述阻挡层相接触；
所述阱层和所述势垒层中的每层具有4至20nm的厚度；
所述中间层具有0.02至0.13的Al组成比。
15.根据权利要求14所述的发光器件，其中所述有源层和所述阻挡层包括AlGaN，并且
所述势垒层的Al含量高于所述阱层的Al含量并低于所述阻挡层的Al含量。
16.根据权利要求15所述的发光器件，其中所述有源层产生具有325nm至385nm的波长的UV光。
17.根据权利要求15所述的发光器件，其中所述中间层包括AlGaN，并且所述中间层的Al含量高于所述势垒层和所述阻挡层中的每层的Al含量，并低于所述阱层的Al含量。
18.一种发光器件封装，包括至少一个发光器件，
其中所述发光器件包括：
第一半导体层，掺杂有n型掺杂剂；
第二半导体层，掺杂有p型掺杂剂；
有源层，布置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述有源层由InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成并包括多个势垒层和多个阱层，所述阱层插在所述势垒层之间并具有比所述势垒层小的带隙能量；
中间层，插在所述有源层与所述第二半导体层之间，所述中间层由InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)形成并具有比所述势垒层小的带隙能量；以及
阻挡层，布置在所述中间层与所述第二半导体层之间，所述阻挡层由InzAlwGa1-z-wN(0≤z≤1，0≤w≤1，0≤z+w≤1)形成并具有比所述势垒层和所述中间层中的每层大的带隙能量；以及
其中所述中间层与所述阻挡层相接触；
所述阱层和所述势垒层中的每层具有4至20nm的厚度；
所述中间层具有0.02至0.13的Al组成比。
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