[发明专利]一种氮化物发光二极管结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，尤其是涉及一种族（化学元素周期表中的族元素）的氮化物发光二极管结构，即AlInGaN材料体系的发光二极管结构。

背景技术

随着近年来                                                族氮化物发光材料生长与器件制造技术的不断成熟，发光二极管（LED）已经在照明领域变得非常有竞争力。目前，InGaN/GaN基功率型LED已广泛应用于各种特种照明市场，然而在通用照明市场的应用仍相对较少。其中最重要的一个原因是目前LED灯具的成本偏高。从LED本身来看，降低成本的方法有很多，其中一个重要方法就是提高单位芯片面积的工作电流（即电流密度），这样一个芯片可以当多个芯片使用，成本自然会下降。但目前InGaN/GaN基LED芯片在较大电流密度时，随着电流密度的升高，发光效率会明显下降，这就是所谓的发光效率衰退效应（即Droop效应）。

目前对Droop效应的成因众说纷纭，主要有缺陷引起的非辐射复合、俄歇复合、载流子溢出等。载流子溢出（一般指电子溢出量子阱）是一个普遍被大家所接受的导致Droop效应的重要因素，研究者已经从实验以及理论上证明了它对发光效率下降的影响，也不断在研究解决载流子溢出从而减缓Droop效应的方法。载流子溢出是由于量子阱内的应力引起的能带弯曲以及电子与空穴的分布不匹配等因素引起的。因此，要减缓Droop效应，我们必须要通过控制量子阱内的应力，减少能带弯曲，并优化载流子（电子和空穴）在量子阱中的分布来减少载流子溢出的几率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减缓Droop效应、提高内量子效率、降低制造成本的氮化物发光二极管结构。

本发明的目的是这样实现的：

一种氮化物发光二极管结构，包括衬底 101，在衬底 101上设有缓冲层 201，在缓冲层 201上设有n型层300和p型层800，特征是：所述n型层300由从下向上依次叠加的n-GaN 301、n型层内量子阱层400和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N:Si电子注入层 501构成，其中0≤x≤1, 0≤y≤1，Si掺杂浓度为1×10¹⁸─1×10¹⁹ cm^-3所述p型层800由从下向上依次叠加的p型层内发光阱层700和 p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N 801构成，其中0≤x≤1, 0≤y≤1；在n型层300和p型层800之间设有主发光阱层600。

n型层内量子阱层400是由从下向上依次叠加的In_xGa_(1-x)N量子阱401和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N势垒402组成的周期结构，周期数为k,其中0≤x≤1, 0≤y≤1, 1≤k≤20。

p型层内发光阱层700是由从下向上依次叠加的p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N空穴注入层701、第一Al_xIn_yGa_(1-x-y)N杂质扩散阻挡层702、In_xGa_(1-x)N量子阱703和第二Al_xIn_yGa_(1-x-y)N杂质扩散阻挡层704组成的周期结构，周期数为m, 其中0≤x≤1, 0≤y≤1, 1≤m≤10，p-Al_xIn_yGa_(1-x-y)N空穴注入层内掺Mg浓度为1×10¹⁹─2×10²⁰cm^-3。

主发光阱层600由In_xGa_(1-x)N量子阱601和Al_xIn_yGa_(1-x-y)N势垒602组成的周期结构，周期数为n,其中0≤x≤1, 0≤y≤1, 1≤n≤20，