CN111525004A - 量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 - Google Patents
量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111525004A CN111525004A CN202010385334.0A CN202010385334A CN111525004A CN 111525004 A CN111525004 A CN 111525004A CN 202010385334 A CN202010385334 A CN 202010385334A CN 111525004 A CN111525004 A CN 111525004A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- quantum well
- gan
- light emitting
- well light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 80
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 150000002472 indium compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002259 gallium compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 108
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 62
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 42
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 37
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 20
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- -1 organo gallium compound Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法，涉及半导体照明技术领域，用于解决发光二极管在驱动电流变化下蓝移以及半峰宽增加的技术问题，本发明实施例提供的量子阱发光层具有至少一层InxGa1‑xN层和至少一层InyGa1‑yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1‑xN层与InyGa1‑yN层相邻设置的层叠组合，并保证0＜x＜1，0＜y＜1，x>y，利用InyGa1‑yN层这一低In组分层来弥补InxGa1‑xN层这一高In组分层中的缺陷。相应的生长方法通过对量子阱进行复合增长，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明技术领域，具体涉及一种量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法。
背景技术
量子阱生长技术是发光二极管制造过程中关键的一步，发光二极管芯片发光的集中度，亮度等参数的好坏取决于量子阱特殊的结构设计。随着LED发光芯片大量的运用在显示屏上，对芯粒与芯粒之间的光色的集中度要求在提升。
目前，在制备GaN基绿光发光二极管时，一般在GaN层上形成量子阱发光层，同时需要保证量子阱发光层中具有高含量的In，才能使量子阱发光层发绿光，而高含量的In会导致GaN基绿光发光二极管中InN/GaN之间形成过大的压电场效应，引起量子阱发光层出现缺陷，因而在实际使用过程中会出现发光二极管的波长半峰变宽、蓝移增大，最终导致使用其做成的显示屏出现光色不一致的现象。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例的第一方面提供一种量子阱发光结构，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题。
本发明提供的量子阱发光结构包括：量子阱发光层，所述量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
目前，在GaN基绿光发光二极管制备过程中，需要生长高In组分量子阱结构，而高In组分会导致GaN基绿光发光二极管中InN/GaN之间形成过大的压电场效应，在实际使用过程中会出现发光二极管的波长半峰变宽、蓝移增大，导致使用其做成的显示屏出现光色不一致的现象。为此，本发明实施例提供的量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，并保证0＜x＜1，0＜y＜1，x>y，与现有技术相比，本发明实施例提供的量子阱发光结构具有如下优点：利用InyGa1-yN层这一低In组分层来弥补InxGa1-xN层这一高In组分层中的缺陷，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场，从而降低了GaN基绿光发光二极管的蓝移以及半峰宽，提升了波长的集中性以及发光效率。
在本发明具体实施方式中，x-y＝0.1-0.2，通过进一步地控制x和y的差值在一定范围，能使InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配，在提高InyGa1-yN层对InxGa1-xN层中缺陷的修复程度的同时，保证了InyGa1-yN层的发光不至于影响量子阱发光层整体的绿光发射，例如：在一种实施例中，InxGa1-xN层可为In0.2Ga0.8N层，InyGa1-yN层可为In0.1Ga0.9N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.25Ga0.75N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.3Ga0.7N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.28Ga0.72N层，InyGa1-yN层可为In0.18Ga0.82N层。
在本发明具体实施方式中，可以使所述InxGa1-xN层中In的含量与InyGa1-yN层中In的含量的差值为10-15wt％，例如可为11wt％、12wt％、15wt％等。同样，通过控制上述In的含量的差值，也能使InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配。
在一具体实施方式中，所述InxGa1-xN层中In的含量15-30wt％，所述InyGa1-yN层中In的含量10-15wt％。例如InxGa1-xN层中In的含量可为20-30wt％，具体可为24.7wt％、30wt％等，InyGa1-yN层中In的含量可为10-13wt％，具体可为13wt％等。
进一步地，所述量子阱发光层为由一个以上的结构单元依次层叠设置的复合结构，其中，所述结构单元由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成。具体的实施方案中，量子阱发光层可以由1-4个这样的结构单元组成，根据具体需求来确定。在实际制备过程中，在满足发光效果要求的情况下，量子阱发光层可以由1个结构单元组成，即，由三层InGaN组成，为得到更优的发光效果，可以增加量子阱发光层的生长层数，例如设置5-6个结构单元的依次层叠，甚至可以更多，综合考量性能效果和制备成本，可以设置3-4个所述的结构单元。
在实际制备过程中，为了控制结构单元中相邻层中In含量，可以通过控制InxGa1- xN层或者InyGa1-yN层生长过程中有机铟化合物的流量，例如三甲基铟流量的方法对其In组分进行控制。例如，先生长一层高In组分InGaN结构层，生长一定厚度后，降低三甲基铟流量，再生长一层低In组分InGaN结构层，最后，生长一层高In组分InGaN结构层。
在具体实施方式中，所述结构单元中两层InxGa1-xN层中的x值相等，这样设置不但制备过程容易操作，而且保证InxGa1-xN层这一高In组分层组分的均一性，从而保证后续由其制得的发光二极管的发光效果。
当然，上述由InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成的结构单元所构成的量子阱发光层只是本发明实施例中一种具体的结构形式，但是本发明实施例中的量子阱发光层的结构并不局限于该形式，可根据实际需要进行灵活调整，例如量子阱发光层可直接有层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成，也可以由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成等。
在本发明具体实施方式中，所述InxGa1-xN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、1.5nm、2.0nm等；所述InyGa1-yN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、2.0nm等。通过匹配InxGa1-xN层和InyGa1-yN层相邻层的厚度，在一定程度上也有助于缓解晶格失配所引起的压电场程度，配合相邻高低In组分层，能使GaN发光二极管的性能得到进一步地优化。
进一步地，所述量子阱发光层的厚度为9.0nm-120.0nm，例如可为12nm、15nm、16nm、20nm等。
在本发明具体实施方式中，所述量子阱发光结构还包括层叠设置于所述量子阱发光层上的GaN量子垒层，所述GaN量子垒层的厚度为6.0nm-8.0nm，例如可为6.0nm、7.0nm、8.0nm。在具体设置过程中，GaN量子垒层可设置在InxGa1-xN层这一高In组分层上。
本发明实施例的第二方面提供一种上述量子阱发光结构的生长方法，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题，该生长方法包括如下步骤：
形成至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层，使呈层叠设置，以形成量子阱发光层，并使所述量子阱发光层中存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
本发明实施例所提供的量子阱发光结构的生长方法，通过形成至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层，使呈层叠设置，以形成量子阱发光层，并使所述量子阱发光层中存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，同时控制x>y，形成相邻层叠设置的高In含量的InxGa1-xN层和低In含量的InyGa1-yN层，通过二种组成的InGaN层循环生长或复合生长，利用InyGa1-yN层这一低In组分层来弥补InxGa1-xN层这一高In组分层中的缺陷，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场，从而降低了GaN基绿光发光二极管的蓝移以及半峰宽，提升了波长的集中性以及发光效率。
进一步地，还包括在量子阱发光层上形成GaN量子垒层，所述量子阱发光层的形成温度比所述GaN量子垒层的形成温度低110-130℃，例如可以为125℃；通过保证两者之间的温度差，能更好地形成不同性质的层，避免不同性质层之间的影响；
在本发明具体实施方式中，形成InxGa1-xN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，例如反应温度为750℃，反应压力为200Torr，所述氮气和氨气的流量之比为70-75：35-45，例如流量之比可为70:40、72:40，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：360-500，例如流量之比为400:450、400：500、390:460、400:360；具体实施方式中，有机镓化合物可为三乙基镓，有机铟化合物可为三甲基铟，和/或，
形成InyGa1-yN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，例如反应温度为750℃，反应压力为200Torr，所述氮气、氨气的流量之比为70-75：35-45，例如流量之比可为70:40、72:40，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：200-270，例如流量之比为400:200、400：270、390:270、400:270；具体实施方式中，有机镓化合物可为三乙基镓，有机铟化合物可为三甲基铟。
在本发明具体实施方式中，InxGa1-xN层的生长温度与InyGa1-yN层的生长温度相同，可以更方便地控制生长过程，提高量子阱之间的重复性。
需要说明的是，上述反应设备在本发明实施例中不做限制，可以用来做发光二极管的设备均可以用到本发明中，例如，反应设备具体可为金属有机化学气相沉积设备或者分子束外延设备等。
本发明实施例的第三方面提供一种GaN基绿光发光二极管，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题。该GaN基绿光发光二极管包括上述量子阱发光结构。
在一具体实施方式中，GaN基绿光发光二极管，包括依次层叠设置的衬底、非掺杂GaN层、N型GaN层、量子阱发光结构、电子阻挡层AlxGa1-xN、P型GaN层，其中，量子阱发光结构是本发明实施例提供的量子阱发光结构，衬底、非掺杂GaN层、N型GaN层、电子阻挡层AlxGa1-xN可根据实际需要进行选择，例如衬底1可为蓝宝石衬底，电子阻挡层AlxGa1-xN中，0＜x＜1。在上述具体GaN基绿光发光二极管的结构基础上，由InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成的结构单元所构成的量子阱发光层中相对设置且位于最外层的InxGa1-xN层分别与N型GaN层和电子阻挡层AlxGa1-xN层相邻层叠设置。当靠近电子阻挡层AlxGa1-xN层一侧的“最外层的InxGa1-xN层”设置GaN量子垒层时，则该“最外层的InxGa1-xN层”与电子阻挡层AlxGa1-xN层之间间隔GaN量子垒层。
除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的量子阱发光结构所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的GaN发光二极管的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的量子阱发光结构的一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的量子阱发光结构的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的量子阱发光结构的另一种结构示意图；
图5为本发明中传统的量子阱发光结构的生长示意图；
图6为本发明实施例提供的量子阱发光结构的生长示意图；
附图标记说明：
1-衬底；2-非掺杂GaN层；3-N型GaN层；4-量子阱发光层；4a-InxGa1-xN层；4b-InyGa1-yN层；5-电子阻挡层AlxGa1-xN；6-P型GaN层。
具体实施方式
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明实施例的第一方面提供量子阱发光结构，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题。该量子阱发光结构包括：量子阱发光层4，所述量子阱发光层4具有至少一层InxGa1-xN层4a和至少一层InyGa1-yN层4b形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层4a与InyGa1-yN层4b相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
如图3所示，所述量子阱发光层为由一个以上的结构单元依次层叠设置的复合结构，其中，所述结构单元由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成。具体的实施方案中，量子阱发光层可以由1-4个这样的结构单元组成，根据具体需求来确定。在实际制备过程中，在满足发光效果要求的情况下，量子阱发光层可以由1个结构单元组成，即，由三层InGaN组成，为得到更优的发光效果，可以增加量子阱发光层的生长层数，例如设置5-6个结构单元的依次层叠，甚至可以更多，综合考量性能效果和制备成本，可以设置3-4个所述的结构单元。
在实际制备过程中，为了控制结构单元中相邻层中In含量，可以通过控制InxGa1- xN层或者InyGa1-yN层生长过程中有机铟化合物的流量，例如三甲基铟流量的方法对其In组分进行控制。例如，先生长一高In组分InGaN结构层，生长一定厚度后，降低三甲基铟流量，再生长一层低In组分InGaN结构层，最后，生长一层高In组分InGaN结构层。
在具体实施方式中，所述结构单元中两层InxGa1-xN层中的x值相等，这样设置不但制备过程容易操作，而且保证InxGa1-xN层这一高In组分层组分的均一性，从而保证后续由其制得的发光二极管的发光效果。
当然，上述由InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成的结构单元所构成的量子阱发光层只是本发明实施例中一种具体的结构形式，但是本发明实施例中的量子阱发光层的结构并不局限于该形式，可根据实际需要进行灵活调整，例如如图2所示，量子阱发光层可直接有层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成，如图4所示，也可以由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层/InyGa1-yN层组成等。
目前，在GaN基绿光发光二极管制备过程中，需要生长高In组分量子阱结构，而高In组分会导致GaN基绿光发光二极管中InN/GaN之间形成过大的压电场效应，在实际使用过程中会出现发光二极管的波长半峰变宽、蓝移增大，导致使用其做成的显示屏出现光色不一致的现象。为此，本发明实施例提供的量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，并保证0＜x＜1，0＜y＜1，x>y，与现有技术相比，本发明实施例提供的量子阱发光结构具有如下优点：利用InyGa1-yN层这一低In组分层来弥补InxGa1-xN层这一高In组分层中的缺陷，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场，从而降低了GaN基绿光发光二极管的蓝移以及半峰宽，提升了波长的集中性以及发光效率。
在本发明具体实施方式中，x-y＝0.1-0.2，通过进一步地控制x和y的差值在一定范围，控制InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配，在提高InyGa1-yN层对InxGa1-xN层中缺陷的修复程度的同时，保证了InyGa1-yN层的发光不至于影响量子阱发光层整体的绿光发射，例如：在一种实施例中，InxGa1-xN层可为In0.2Ga0.8N层，InyGa1-yN层可为In0.1Ga0.9N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.25Ga0.75N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.3Ga0.7N层，InyGa1-yN层可为In0.15Ga0.85N层；在另一种实施方式中，InxGa1-xN层可为In0.28Ga0.72N层，InyGa1-yN层可为In0.18Ga0.82N层。
在本发明具体实施方式中，所述InxGa1-xN层中In的含量与InyGa1-yN层中In的含量的差值为10-15wt％，例如可为11wt％、12wt％、15wt％等。同样，通过控制上述In的含量的差值，也能使InxGa1-xN层和InyGa1-yN层之间In含量彼此更好地匹配。
在一具体实施方式中，所述InxGa1-xN层中In的含量15-30wt％，所述InyGa1-yN层中In的含量10-15wt％。例如InxGa1-xN层中In的含量可为20-30wt％，具体可为24.7wt％、30wt％等，InyGa1-yN层中In的含量可为10-13wt％，具体可为13wt％等。
在本发明具体实施方式中，所述InxGa1-xN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、1.5nm、2.0nm等；所述InyGa1-yN层的厚度为1.0nm-3.0nm，例如可为1.0nm、2.0nm等。通过匹配InxGa1-xN层和InyGa1-yN层相邻层的厚度，在一定程度上也有助于缓解晶格失配所引起的压电场程度，配合相邻高低In组分层，能使GaN发光二极管的性能得到进一步地优化。
进一步地，所述量子阱发光层的厚度为9.0nm-120.0nm，例如可为12nm、15nm、16nm、20nm等。
在本发明具体实施方式中，所述量子阱发光结构还包括层叠设置于所述量子阱发光层上的GaN量子垒层，所述GaN量子垒层的厚度为6.0nm-8.0nm，例如可为6.0nm、7.0nm、8.0nm。在具体设置过程中，GaN量子垒层可设置在InxGa1-xN层这一高In组分层上。
本发明实施例的第二方面提供一种上述量子阱发光结构的生长方法，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题，该生长方法包括如下步骤：
形成至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层，使呈层叠设置，以形成量子阱发光层，并使所述量子阱发光层中存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
本发明实施例所提供的量子阱发光结构的生长方法，通过形成至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层，使呈层叠设置，以形成量子阱发光层，并使所述量子阱发光层中存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，同时控制x>y，形成相邻层叠设置的高In含量的InxGa1-xN层和低In含量的InyGa1-yN层，通过二种组成的InGaN层循环生长或复合生长，利用InyGa1-yN层这一低In组分层来弥补InxGa1-xN层这一高In组分层中的缺陷，可以有效降低量子阱内由于高In组分导致的晶格失配所引起的压电场，从而降低了GaN基绿光发光二极管的蓝移以及半峰宽，提升了波长的集中性以及发光效率。
进一步地，还包括在量子阱发光层上形成GaN量子垒层，所述量子阱发光层的形成温度比所述GaN量子垒层的形成温度低110-130℃，例如可以为125℃；通过保证两者之间的温度差，能更好地形成不同性质的层，避免不同性质层之间的影响；
在本发明具体实施方式中，形成InxGa1-xN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，例如反应温度为750℃，反应压力为200Torr，所述氮气和氨气的流量之比为70-75：35-45，例如流量之比可为70:40、72:40，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：360-500，例如流量之比为400:450、400：500、390:460、400:360；具体实施方式中，用于提供In和Ga的有机镓化合物和有机铟化合物，可以按照本领域常规使用的材料进行选择，例如，有机镓化合物可为三乙基镓，有机铟化合物可为三甲基铟，和/或，
形成InyGa1-yN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，例如反应温度为750℃，反应压力为200Torr，所述氮气、氨气的流量之比为70-75：35-45，例如流量之比可为70:40、72:40，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：200-270，例如流量之比为400:200、400：270、390:270、400:270；同样地，具体实施方式中，用于提供In和Ga的有机镓化合物和有机铟化合物，可以按照本领域常规使用的材料进行选择，例如，有机镓化合物可为三乙基镓，有机铟化合物可为三甲基铟。
在本发明具体实施方式中，InxGa1-xN层的生长温度与InyGa1-yN层的生长温度相同，可以更方便地控制生长过程，提高量子阱之间的重复性。
需要说明的是，上述反应设备在本发明实施例中不做限制，可以用来做发光二极管的设备均可以用到本发明中，例如，反应设备具体可为金属有机化学气相沉积设备或者分子束外延设备等。
本发明实施例的第三方面提供一种GaN基绿光发光二极管，以降低发光二极管的半峰宽和蓝移，提升发光二极管发光的集中度，减少芯粒之间波长、亮度以及显示屏色差的问题。该GaN基绿光发光二极管包括上述量子阱发光结构。
在一具体实施方式中，如图1所示，GaN基绿光发光二极管，包括依次层叠设置的衬底1、非掺杂GaN层2、N型GaN层3、量子阱发光结构、电子阻挡层AlxGa1-xN 5、P型GaN层6，其中，量子阱发光结构是本发明实施例提供的量子阱发光结构，衬底1、非掺杂GaN层2、N型GaN层3、电子阻挡层AlxGa1-xN 5可根据实际需要进行选择，例如衬底1可为蓝宝石衬底，电子阻挡层AlxGa1-xN中，0＜x＜1。在上述具体GaN基绿光发光二极管的结构基础上，由InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成的结构单元所构成的量子阱发光层中相对设置且位于最外层的InxGa1-xN层分别与N型GaN层和电子阻挡层AlxGa1-xN层层叠设置。
为了详细说明本发明的技术方案，列举了如下具体实施方式：
实施例1
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，如图6所示，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per Minute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300s，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为360sccm，生长厚度为1.0nm的In0.2Ga0.8N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量降低到200sccm，生长厚度为2.0nm的In0.1Ga0.9N；第三步三乙基镓(TEGA)的流量不变，将三甲基铟(TMIN)的流量调整为360sccm，保持生长温度不变，再生长厚度为1.0nm的In0.2Ga0.8N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.2Ga0.8N/In0.1Ga0.9N/In0.2Ga0.8N)4)，量子阱厚度在16nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为6.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为200nm。
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为168μm×216μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为530nm，工作电压为2.8V，发光亮度为15mW，半峰宽为32.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为531nm，工作电压为2.81V，发光亮度为15.2mW，半峰宽为32.7nm，蓝移为9.1nm；将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为532nm，工作电压为2.85V，发光亮度为15.5mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.3nm；
作为对比例，如图5所示，与实施例1不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为360sccm，生长厚度为1.0nm的In0.2Ga0.8N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量不变，生长厚度为2.0nm的In0.2Ga0.8N；第三步三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量不变，保持生长温度不变，再生长厚度为1.0nm的In0.2Ga0.8N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.2Ga0.8N/In0.2Ga0.8N/In0.2Ga0.8N)4)，量子阱厚度在16nm；将温度提升到880℃，生长厚度为6.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为168μm×216μm的芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为530nm，工作电压为2.8V，发光亮度为14.5mW，半峰宽为32nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为532nm，工作电压为2.82V，发光亮度为15mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9.5nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为532nm,工作电压为2.84V，发光亮度为15.7mW，半峰宽为35nm，蓝移为10.5nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
实施例2
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per Minute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300s，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为450sccm，生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量降低到270sccm，生长厚度为1.0nm的In0.15Ga0.85N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为450sccm，生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.25Ga0.75N/In0.15Ga0.85N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在15nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为240nm。
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535nm，工作电压为2.75V，发光亮度为11mW，半峰宽为31nm，蓝移为8nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536nm，工作电压为2.78V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为31.5nm，蓝移为8.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537nm，工作电压为2.79V，发光亮度为12mW，半峰宽为32nm，蓝移为8.9nm；
作为对比例，与实施例2不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为450sccm，生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量不变，生长厚度为1.0nm的In0.25Ga0.75N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为450sccm，生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在15nm；将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535.5nm，工作电压为2.78V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536.5nm,工作电压为2.8V，发光亮度为11mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.82V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为34.5nm，蓝移为10nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
实施例3
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per Minute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300s，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定TEGA的流量为400sccm，TMIN的流量为450sccm，先生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量降低到270sccm，生长厚度为1.0nm的In0.15Ga0.85N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为450sccm，然后在生长厚度为1.0nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.25Ga0.75N/In0.15Ga0.85N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在16nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为240nm。
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535nm，工作电压为2.73V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为30.5nm，蓝移为7.5nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536nm,工作电压为2.76V，发光亮度为10.2mW，半峰宽为31.3nm，蓝移为8.2nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.79V，发光亮度为11mW，半峰宽为32nm，蓝移为8.7nm；
作为对比例，与实施例3不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定TEGA的流量为400sccm，TMIN的流量为450sccm，先生长厚度为2.0nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，生长厚度为1.0nm的In0.25Ga0.75N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，然后在生长厚度为1.0nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在16nm；将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535.5nm，工作电压为2.78V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536.5nm,工作电压为2.8V，发光亮度为11mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.82V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为34.5nm，蓝移为10nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
实施例4
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per MInute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300秒，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为390sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为460sccm，生长厚度为2.0nm的In0.3Ga0.7N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量降低到270sccm，生长厚度为1.0nm的In0.15Ga0.85N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为460sccm，生长厚度为2.0nm的In0.3Ga0.7N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.3Ga0.7N/In0.15Ga0.85N/In0.3Ga0.7N)3)，量子阱厚度在15nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为240nm。
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为538nm，工作电压为2.75V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为32.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为540.5nm,工作电压为2.78V，发光亮度为12mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为542nm,工作电压为2.79V，发光亮度为12.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9.9nm；
作为对比例，与实施例4不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为390sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为460sccm，生长厚度为2.0nm的In0.3Ga0.7N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量不变，生长厚度为1.0nm的In0.3Ga0.7N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，生长厚度为2.0nm的In0.3Ga0.7N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.3Ga0.7N/In0.3Ga0.7N/In0.3Ga0.7N)3)，量子阱厚度在15nm；将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535.5nm，工作电压为2.78V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536.5nm,工作电压为2.8V，发光亮度为11mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.82V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为34.5nm，蓝移为10nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
实施例5
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per MInute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300秒，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定TEGA的流量为400sccm，TMIN的流量为500sccm，先生长厚度为2.0nm的In0.28Ga0.72N；第二步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量降低到270sccm，生长厚度为1.0nm的In0.18Ga0.82N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为500sccm，然后在生长厚度为2.0nm的In0.28Ga0.72N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.28Ga0.72N/In0.18Ga0.82N/In0.28Ga0.72N)4)，量子阱厚度在20nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为8.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为240nm；
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为537nm，工作电压为2.75V，发光亮度为11.2mW，半峰宽为30.4nm，蓝移为7.3nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为538nm,工作电压为2.78V，发光亮度为11.8mW，半峰宽为30.5nm，蓝移为7.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为539nm,工作电压为2.79V，发光亮度为12.5mW，半峰宽为31nm，蓝移为8.1nm；
作为对比例，与实施例3不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定TEGA的流量为400sccm，TMIN的流量为500sccm，先生长厚度为2.0nm的In0.28Ga0.72N；第二步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，生长厚度为1.0nm的In0.28Ga0.72N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，然后在生长厚度为2.0nm的In0.28Ga0.72N，重复上述生长过程，循环生长4次即((In0.28Ga0.72N/In0.28Ga0.72N/In0.28Ga0.72N)4)，量子阱厚度在20nm；将温度提升到880℃，生长厚度为8.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535.5nm，工作电压为2.78V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536.5nm,工作电压为2.8V，发光亮度为11mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.82V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为34.5nm，蓝移为10nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
实施例6
本实施例提供了一种绿光GaN发光二极管的生长方法，包括如下步骤：
(1)将蓝宝石(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)衬底放入反应室中，N2：H2：NH3的流量比例为(0:120:0)升/分钟(Standard Liter per MInute，简称SLM)，反应室的压力为200托(Torr)，将温度升高到1080℃，稳定300秒，对衬底进行高温净化；
(2)将温度升高到1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(75:150:56)SLM，反应室的压力控制在450Torr，载盘转速控制在1100转/分，生长1200nm厚度的非掺杂型氮化镓U-GaN层；
(3)将温度保持在1050℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长1000nm厚度的N型氮化镓N-GaN层；
(4)控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为450sccm，生长厚度为1.5nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量降低到270sccm，生长厚度为1.0nm的In0.15Ga0.85N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量为450sccm，生长厚度为1.5nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.25Ga0.75N/In0.15Ga0.85N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在12nm；
将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
(5)将温度升高到900℃，N2：H2：NH3的流量比例为(105:0:10)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Al0.12Ga0.88N层，控制其厚度在120nm左右；
(6)将温度升高到950℃，N2：H2：NH3的流量比例为(64:120:50)SLM，反应室的压力控制在200Torr，生长Mg掺杂P型氮化镓P-GaN层，厚度为240nm。
对本实施例的发光二极管进行如下测试：
将此发光二极管制作成尺寸为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为539nm，工作电压为2.75V，发光亮度为12mW，半峰宽为30nm，蓝移为7.5nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为540nm,工作电压为2.78V，发光亮度为12.5mW，半峰宽为30.5nm，蓝移为8.0nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为541nm,工作电压为2.79V，发光亮度为13mW，半峰宽为32nm，蓝移为8.5nm；
作为对比例，与实施例6不同之处在于：对比例中量子阱结构制备过程如下：控制N2：H2：NH3的流量比例为(72:0:40)SLM，反应室的压力控制在200Torr，在750℃时生长量子阱，量子阱分为三个阶段生长，第一步设定三乙基镓(TEGA)的流量为400sccm，三甲基铟(TMIN)的流量为450sccm，生长厚度为1.5nm的In0.25Ga0.75N；第二步保持生长温度不变，三乙基镓(TEGA)的流量不变，三甲基铟(TMIN)的流量不变，生长厚度为1.0nm的In0.25Ga0.75N；第三步保持生长温度不变，TEGA的流量不变，TMIN的流量不变，生长厚度为1.5nm的In0.25Ga0.75N，重复上述生长过程，循环生长3次即((In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N/In0.25Ga0.75N)3)，量子阱厚度在12nm；将温度提升到880℃，生长厚度为7.0nm的量子垒GaN，重复上述步骤，共生长13对量子阱发光结构；
将对比例制得的发光二极管，并将其制作为112μm×224μm芯片，进行如下测试：(1)通入60mA的电流，发光波长为535.5nm，工作电压为2.78V，发光亮度为10.5mW，半峰宽为33.5nm，蓝移为9nm；(2)将工作电流调整为65mA，测试芯粒的发光波长为536.5nm,工作电压为2.8V，发光亮度为11mW，半峰宽为33nm，蓝移为9.4nm；(3)将工作电流调整为70mA，测试芯粒的发光波长为537.5nm,工作电压为2.82V，发光亮度为11.5mW，半峰宽为34.5nm，蓝移为10nm；
从上述实施例和对比例的数据对比可以看出：采用本实施例的量子阱发光结构及其制备方法制得的发光二极管，可以减少芯粒在电流波动下的蓝移及半峰宽。
在本说明书的描述中，参考术“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种量子阱发光结构，包括量子阱发光层，其特征在于，所述量子阱发光层具有至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层形成的层叠设置，且存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
2.根据权利要求1所述的量子阱发光结构，其特征在于，x-y＝0.1-0.2。
3.根据权利要求1所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述InxGa1-xN层中In的含量与InyGa1-yN层中In的含量的差值为10-15wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述InxGa1-xN层中In的含量15-30wt％，所述InyGa1-yN层中In的含量10-15wt％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述量子阱发光层为由一个以上的结构单元依次层叠设置的复合结构，其中，所述结构单元由依次层叠设置的InxGa1-xN层/InyGa1-yN层/InxGa1-xN层组成；可选地，所述结构单元中两层InxGa1-xN层中的x值相等。
6.根据权利要求5所述的量子阱发光结构，其特征在于，
所述InxGa1-xN层的厚度为1.0nm-3.0nm；和/或，
所述InyGa1-yN层的厚度为1.0nm-3.0nm；和/或，
所述量子阱发光层的厚度为9.0nm-120.0nm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的量子阱发光结构，其特征在于，所述量子阱发光结构还包括层叠设置于所述量子阱发光层上的GaN量子垒层，所述GaN量子垒层的厚度为6.0nm-8.0nm。
8.一种权利要求1-7中任一项量子阱发光结构的生长方法，包括如下步骤：
形成至少一层InxGa1-xN层和至少一层InyGa1-yN层，使呈层叠设置，以形成量子阱发光层，并使所述量子阱发光层中存在InxGa1-xN层与InyGa1-yN层相邻设置的层叠组合，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，x>y。
9.根据权利要求8所述的生长方法，其特征在于，还包括在量子阱发光层上形成GaN量子垒层，所述量子阱发光层的形成温度比所述GaN量子垒层的形成温度低110-130℃；和/或，
形成InxGa1-xN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，所述氮气和氨气的流量之比为70-75：35-45，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：360-500；和/或，
形成InyGa1-yN层的步骤包括：向反应设备中通入氮气、氨气、有机镓化合物和有机铟化合物，控制反应温度为750-880℃，反应压力为195-205Torr，所述氮气、氨气的流量之比为70-75：35-45，所述有机镓化合物和有机铟化合物的流量之比为390-400：200-270。
10.一种GaN基绿光发光二极管，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的量子阱发光结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010385334.0A CN111525004A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010385334.0A CN111525004A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111525004A true CN111525004A (zh) | 2020-08-11 |
Family
ID=71905259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010385334.0A Pending CN111525004A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111525004A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113451460A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-09-28 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 发光器件及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101515700A (zh) * | 2008-02-22 | 2009-08-26 | 住友电气工业株式会社 | Iii族氮化物发光器件及制造iii族氮化物基半导体发光器件的方法 |
| CN108878597B (zh) * | 2018-05-29 | 2019-10-08 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN111029444A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 马鞍山杰生半导体有限公司 | 一种led外延结构及其制备方法 |
-
2020
- 2020-05-09 CN CN202010385334.0A patent/CN111525004A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101515700A (zh) * | 2008-02-22 | 2009-08-26 | 住友电气工业株式会社 | Iii族氮化物发光器件及制造iii族氮化物基半导体发光器件的方法 |
| CN108878597B (zh) * | 2018-05-29 | 2019-10-08 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片及其制造方法 |
| CN111029444A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 马鞍山杰生半导体有限公司 | 一种led外延结构及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113451460A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-09-28 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 发光器件及其制备方法 |
| CN113451460B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-07-22 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 发光器件及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021249291A1 (zh) | 发光二极管外延片及其生长方法、发光二极管芯片 | |
| US8716048B2 (en) | Light emitting device and method for manufacturing the same | |
| CN107195739B (zh) | 一种发光二极管及其制造方法 | |
| CN114975704B (zh) | 一种led外延片及制备方法 | |
| CN115050870B (zh) | 一种GaN基发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN115188863B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN109075224B (zh) | 半导体晶片 | |
| CN115101638B (zh) | 一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN113675303A (zh) | 一种氮化物发光二极管外延片及其制备方法 | |
| JP2010010675A (ja) | 半導体装置の製造方法およびその構造 | |
| CN115881865B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115241336B (zh) | 外延片、外延片生长工艺及发光二极管 | |
| CN113690350B (zh) | 微型发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN115842077B (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115458649A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN115312643B (zh) | 一种具有插入层的led外延片及其制备方法 | |
| CN116344695A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、led | |
| CN116454186A (zh) | 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN111029444A (zh) | 一种led外延结构及其制备方法 | |
| CN116845157B (zh) | GaN基绿光发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN111525004A (zh) | 量子阱发光结构、GaN基绿光发光二极管及生长方法 | |
| CN113571615B (zh) | 改善欧姆接触的发光二极管外延片及其制造方法 | |
| CN113451462B (zh) | 一种led外延结构及其制备方法与led芯片 | |
| CN115411161A (zh) | 一种用于可见光通信的led外延薄膜及其制备方法 | |
| CN114824005A (zh) | 一种GaN基发光二极管的外延结构及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200811 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |