[发明专利]一种LED外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED外延结构，属于发光二极管领域。

背景技术

自GaN基第三代半导体材料的兴起，蓝色发光二级管(LED)的研制成功，发光强度和白光发光效率的不断提高，LED已经被公认为最有可能进入通用照明领域的新型固态光源，因而在近年来成为全球关注的焦点。

外延结构的生长是LED芯片的关键技术，而多量子阱又是外延层的最重要部分，其决定整个外延层的发光波长与发光效率。

传统外延结构如图1所示，该结构中n型氮化镓层直接与多量子阱层的量子垒连接，器件的工作电压较高，因此发光二极管的总体发光效率无法得到提高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种可降低发光二极管的工作电压、提高发光二极管的发光效率、并且更有利于电子的注入速度与效率的LED外延结构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种LED外延结构，包括依次设有的衬底层、过渡层、第一半导体层、第二半导体层、多量子阱层和第三半导体层，所述多量子阱层与第二半导体层连接处为量子阱处设有第一层量子阱。

本发明的有益效果是：由于设有第一层量子阱，外延结构工作电压将会下降0.15～0.25V，发光效率将提高10％以上。这样更有利于电子的注入速度与效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一半导体层为u型氮化镓层，所述第二半导体层为n型氮化镓层，所述第三半导体层为p型氮化镓层。

进一步，所述多量子阱层包括一层以上的交替连接的量子阱和量子垒，所述多量子阱层的层数为i，其中，1≤i≤100。

进一步，所述量子阱的组成为Al_xIn_yGa_1-x-yN，其中，0＜x≤1，0＜y≤1，0＜x+y≤1；所述量子垒的组成为GaN。

进一步，所述过渡层的组成为In_xGa_1-xN，其中，0＜x≤1。

进一步，所述第一半导体层为n型未掺杂In_xGa_1-xN半导体层，其中，0＜x≤1。

进一步，所述第二半导体层为n型掺杂In_xGa_1-xN半导体层，其中，0＜x≤1。

进一步，所述n型掺杂In_xGa_1-xN半导体层掺杂元素为Si，掺杂浓度为1×10¹⁸/cm³～5×10²⁰/cm³。

进一步，所述第三半导体层为p型掺杂In_xGa_1-xN半导体层，其中，0＜x≤1。

进一步，所述p型掺杂In_xGa_1-xN半导体层掺杂元素为Be、Mg，掺杂浓度为5×10¹⁷/cm³～1×10²³/cm³。

附图说明

图1为传统LED外延结构示意图；

图2为传统LED外延结构能级图；

图3为本发明实施例一所述的LED外延结构的结构示意图；

图4为本发明实施例一所述的LED外延结构的能级图；

图5为45mil传统结构与改进结构的I-V曲线图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、衬底层，2、过渡层，3、u型氮化镓层，4、n型氮化镓层，5、量子阱，6、量子垒，7、多量子阱层，8、p型氮化镓层

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。