CN203481263U - 一种高效紫外GaN基发光二极管 - Google Patents
一种高效紫外GaN基发光二极管 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及了一种高效紫外GaN基发光二极管，所述的发光二极管其外延结构由下而上依次为衬底、缓冲层、N型掺杂层、量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层、P型掺杂层，电极分别制作在N型掺杂层和P型掺杂层上；其特征在于：所述量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层包括GaN垒层和InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层。本实用新型能够改善电子和空穴的有效注入效率，从而增强高电流注入下器件的内量子辐射复合效率。
Description
技术领域
本实用新型及一种新型高效紫外氮化镓（GaN）基发光二极管（LED）。
背景技术
GaN基LED是继GaAs,InP等第二代半导体材料后出现的第三代新型半导体材料。作为一种化合物半导体材料，GaN材料具有许多Si基半导体材料所不具备的优异性能，对于抗辐射、耐高温、高频、微波、大功率器件,尤其是利用其大的禁带宽度制作的蓝色、绿色、紫外发光器件和光探测器件,具有极大地发展空间和广阔的应用市场。而且随着技术的发展,紫外LED越来越受到照明设备厂商及液晶显示器厂商的广泛关注。因为通过紫外LED激发三基色荧光粉，可实现普通照明用白色LED。目前，市售的白色LED大多使用的是蓝色LED以及将蓝色光转换成黄色光的荧光粉材料，红色光成份较弱。将白色光照射在红色物质上时会显现出微弱的橙色。如果要用于背光灯的话，就只好在彩色滤波器上想办法。但如果是紫外LED的话，就可以解决这些问题。不过，由于紫外LED的发光效率较使用蓝色LED的产品大约要低一半，因此亮度就成了紫外LED的一大课题。特别在外延制程中如何提高电子和空穴的注入效率以及辐射复合效率，显得尤为关键。
传统的GaN阱结构设计都为矩形，由于GaN和InxGa1-xN之间晶格系数的不同，在交界面处会产生应力，应力的存在会使得能带倾斜，从而造成电子波函数和空穴波函数在空间分离，从而使得电子、空穴注入效率和辐射复合效率都降低，严重影响了LED的发光效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是要提出一种高效紫外GaN基发光二极管。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现的：一种高效紫外GaN基发光二极管，所述的发光二极管其外延结构由下而上依次为衬底、缓冲层、N型掺杂层、量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层、P型掺杂层，电极分别制作在N 型掺杂层和P 型掺杂层上；其特征在于：所述量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层包括GaN垒层和InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层，其中0<y<1，0<x<1, y > x。
InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层包括先生长的InyGa1-yN量子阱层和后生长的InxGa1-xN量子阱层。总的InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层宽度为2.8~3.2 nm，InyGa1-yN量子阱层宽度为0.75~2.25 nm。
所述InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层为单层或多层，多层一般为2~6层。
所述衬底材料可以是蓝宝石、硅或碳化硅。
本实用新型的优点在于：能缓解GaN/InxGa1-xN量子阱生长过程中，由于晶格不匹配而产生的应力而导致在界面出现自发极化和压电极化，导致电子和空穴波函数在空间分离，避免辐射复合效率的降低。
附图说明
图1 常规结构的GaN基发光二极管结构的剖面示意图。
图2 本实用新型的发光二极管结构的剖面示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型发光二极管结构包括依次层叠的衬底1、缓冲层2、N型掺杂层3、量子阱InGaN-InGaN有源层4、量子阱InGaN-InGaN有源层4包括GaN垒层41和InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层42b，InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层42b包括InyGa1-yN 量子阱层421和InxGa1-xN 量子阱层422、P型掺杂层5。所述的InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层中首先生长InyGa1-yN量子阱层，接着生长InxGa1-xN量子阱层。图1中的42a为常规的InGa1N阱层。
本实用新型所提供的一种新型的发光二极管结构能够改善电子和空穴的有效注入效率，从而提高器件的内量子辐射复合效率。
Claims (5)
1.一种高效紫外GaN基发光二极管，所述的发光二极管其外延结构由下而上依次为衬底、缓冲层、N型掺杂层、量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层、P型掺杂层，电极分别制作在N 型掺杂层和P 型掺杂层上，其特征在于：所述量子阱InGaN-InGaN/GaN有源层包括GaN垒层和InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层，其中0<y<1，0<x<1, y > x。
2.根据权利要求1所述的一种高效紫外GaN基发光二极管，其特征在于：InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层包括先生长的InyGa1-yN量子阱层和后生长的InxGa1-xN量子阱层。
3.根据权利要求2所述的一种高效紫外GaN基发光二极管，其特征在于：总的InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层宽度为2.8~3.2 nm ，InyGa1-yN量子阱层宽度为0.75—2.25 nm。
4.根据权利要求1或2所述的一种高效紫外GaN基发光二极管，其特征在于：所述InyGa1-yN-InxGa1-xN阱层为单层或多层。
5.根据权利要求1或2所述的一种高效紫外GaN基发光二极管，其特征在于：所述衬底材料是蓝宝石、硅或碳化硅。
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| CN201320382705.5U CN203481263U (zh) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 一种高效紫外GaN基发光二极管 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN203481263U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113299227A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-24 | 福州大学 | 一种带触控和调试功能的发光四极管 |
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2013
- 2013-07-01 CN CN201320382705.5U patent/CN203481263U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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