CN211957673U - 一种高亮led外延片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高亮LED外延片，包括GaAs衬底，本实用新型通过在MQW有源层与波导层之间插入一层势垒更高的非掺限制层，阻止电子溢出到MQW有源层外，另外非掺Al0.6In0.4P限制层中In组分比p‑(AlxGa1‑x)0.7In0.3P波导层高，晶格常数比p‑(AlxGa1‑x)0.7In0.3P波导层大，使非掺Al0.6In0.4P限制层受到压应变，势垒会更高，对电子的限制能力更强，从而提高电子与空穴对在量子阱中的复合几率，进而提高发光效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体二极管技术领域，尤其涉及一种高亮度LED外延片的结构设计。
背景技术
人类社会，科学技术日新月异，技术不断创新，各种电子产品成为人们生活中不可或缺的部分，除了必须具备的基本功能外，人们的理念在朝着更轻、更短、更小、效率更高的方向发展。半导体的发展和应用也正使这一理念逐渐深入，因此提高LED的发光效率是适应市场潮流的必然选择。
在半导体LED中，电子的有效质量比空穴小很多，但迁移率比空穴大很多。没有被限制在有源层中的一些电子会在有源层之外复合发光，产生杂光，从而减少有源层内载流子数目，降低了有源层内电子空穴对复合几率，以致影响LED的内量子效率。提高对电子的限制能力，减少电子溢出到发光区之外，可以实现提高电子空穴对复合几率的目的，进而提高LED的发光效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，由通过在MQW有源层与 p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层之间插入一层势垒更高的非掺Al0.6In0.4P限制层，可以阻止电子溢出到MQW有源层外，另外非掺Al0.6In0.4P限制层中In组分比 p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层高，晶格常数比p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P大，非掺 Al0.6In0.4P限制层受到压应变，势垒会更高，对电子的限制能力更强，从而提高电子与空穴对在量子阱中的复合几率，进而提高发光效率。
本实用新型的技术方案如下：一种高亮LED外延片，包括GaAs衬底，其中：所述GaAs衬底上依次设有缓冲层、AlGaAs/AlAs DBR反射层、n-AlInP 限制层、n-AlGaInP波导层、MQW有源层、非掺Al0.6In0.4P层、p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P 波导层、p-AlInP限制层和p-GaP电流扩展层。
优选的，缓冲层厚度为0.5μm，缓冲层掺杂浓度为5×1017cm-3，所述 AlGaAs/AlAsDBR反射层厚度为1.6μm，AlGaAs/AlAs DBR反射层掺杂浓度为2×1018cm-3，所述n-AlInP限制层厚度为0.5μm，n-AlInP限制层掺杂浓度为2×1018cm-3，所述n-AlGaInP波导层厚度为0.1μm，n-AlGaInP波导层掺杂浓度为3×1017cm-3。
优选的，所述MQW有源层包括15层阱和15层垒，所述MQW有源层厚度为300nm，每一层阱和垒的厚度均为10nm。
优选的，所述非掺Al0.6In0.4P限制层厚度为40nm。
优选的，p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层厚度0.1μm，p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层掺杂浓度为5×1017cm-3，所述p-AlInP限制层厚度为0.8μm，p-AlInP限制层掺杂浓度为6×1017cm-3，所述p-GaP电流扩展层厚度为5μm，p-GaP电流扩展层掺杂浓度大于1×1018cm-3。
本实用新型的技术效果和优点：
1、通过在MQW有源层与p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层之间插入一层势垒更高的非掺Al0.6In0.4P限制层，可以阻止电子溢出到MQW有源层外,设计的比较厚，可以避免低能电子的隧穿效应。
2、非掺Al0.6In0.4P限制层中In组分比p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层高，晶格常数比p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层大，非掺Al0.6In0.4P限制层受到压应变，势垒会更高，对电子的限制能力更强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的MQW有源层剖面图。
图3为本实用新型LED外延片的结构设计示意图。
图中：100-GaAs衬底；101-缓冲层；102-AlGaAs/AlAs DBR反射层；103- n-AlInP限制层；104-n-AlGaInP波导层；105-MQW有源层；106-非掺Al0.6In0.4P限制层；107-p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层；108-p-AlInP限制层； 109-p-GaP电流扩展层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1，请参阅图1，一种高亮LED外延片，包括GaAs衬底100，其中：所述GaAs衬底100上依次设有缓冲层101、AlGaAs/AlAs DBR反射层102、 n-AlInP限制层103、n-AlGaInP波导层104、MQW有源层105、非掺Al0.6In0.4P 限制层106、p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层107、p-AlInP限制层108和p-GaP电流扩展层109。
实施例2，请参阅图1和图3，一种高亮LED外延片，其中：缓冲层101 厚度为0.5μm，缓冲层101掺杂浓度为5×1017cm-3，所述AlGaAs/AlAs DBR反射层102厚度为1.6μm，AlGaAs/AlAs DBR反射层102掺杂浓度为2×1018cm-3，所述n-AlInP限制层103厚度为0.5μm，n-AlInP限制层103掺杂浓度为2 ×1018cm-3，所述n-AlGaInP波导层104厚度为0.1μm，n-AlGaInP波导层104 掺杂浓度为3×1017cm-3。其余同实施例1。
实施例3，请参阅图1和图2，一种高亮LED外延片，其中：所述MQW有源层105包括15层阱105-1和15层垒105-2，所述MQW有源层105厚度为 300nm，每一层阱105-1和垒105-2的厚度均为10nm。其余同实施例1。
实施例4，请参阅图2和图3，一种高亮LED外延片，其中：所述非掺 Al0.6In0.4P限制层106厚度为40nm。其余同实施例1。
实施例5，请参阅图1和图3，一种高亮LED外延片，其中： p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层107厚度0.1μm，p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层107掺杂浓度为5×1017cm-3，所述p-AlInP限制层108厚度为0.8μm，p-AlInP限制层108掺杂浓度为6×1017cm-3，所述p-GaP电流扩展层109厚度为5μm，p-GaP 电流扩展层109掺杂浓度大于1×1018cm-3。其余同实施例1。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高亮LED外延片，包括GaAs衬底(100)，其特征在于：所述GaAs衬底(100)上依次设有缓冲层(101)、AlGaAs/AlAs DBR反射层(102)、n-AlInP限制层(103)、n-AlGaInP波导层(104)、复合MQW有源层(105)、非掺Al0.6In0.4P限制层(106)、p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层(107)、p-AlInP限制层(108)和p-GaP电流扩展层(109),MQW有源层(105)包括15层阱(105-1)和15层垒(105-2)，所述MQW有源层(105)厚度为300nm，每一层阱(105-1)和垒(105-2)的厚度均为10nm。
2.根据权利要求1所述的一种高亮LED外延片，其特征在于：所述缓冲层(101)厚度为0.5μm所述AlGaAs/AlAs DBR反射层(102)厚度为1.6μm，所述n-AlInP限制层(103)厚度为0.5μm，所述n-AlGaInP波导层(104)厚度为0.1μm。
3.根据权利要求1所述的一种高亮LED外延片，其特征在于：所述非掺Al0.6In0.4P限制层(106)厚度为40nm。
4.根据权利要求1所述的一种高亮LED外延片，其特征在于：所述p-(AlxGa1-x)0.7In0.3P波导层(107)厚度为0.1μm，所述p-AlInP限制层(108)厚度为0.8μm，所述p-GaP电流扩展层(109)厚度为5μm。
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2019
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