[实用新型]一种高性能的绿光二极管多量子阱结构

说明书

本实用新型一种高性能的绿光二极管多量子阱结构，属于半导体材料技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种晶体质量好、载流子复合几率大、量子发光效率高的势垒内梯度硅掺杂的多量子阱结构；技术方案为：其结构沿生长方向依次为：第一Si渐变掺杂的GaN垒层和多组依次叠置的结构单元，单组结构单元沿生长方向由一个In组分固定的InGaN量子阱层和一个Si渐变掺杂的GaN垒层组成，第一Si渐变掺杂的GaN垒层中Si的掺杂浓度沿生长方向线性递减，单组结构单元中的Si渐变掺杂的GaN垒层中，Si的掺杂浓度沿生长方向线性递减。

技术领域

本实用新型一种高性能的绿光二极管多量子阱结构，属于半导体材料技术领域。

背景技术

InGaN绿光LED中In组分可达30%左右，在量子阱内会产生很大压电极化效应。目前常规方法有垒层掺硅、或者是垒层梯度掺硅（从底部第一个垒向上掺杂浓度逐渐降低），这些方法在一定程度上也能改善量子阱的极化效应，降低绿光LED的工作电压。但对降低量子阱中阱/垒界面的位错密度的效果并不明显，多量子阱载流子的复合几率低，发光效率不高，势垒层的掺杂浓度过高会导致势垒层的晶体质量变差。

实用新型内容

本实用新型一种高性能的绿光二极管多量子阱结构，克服了现有技术存在的不足，提供了一种晶体质量好、载流子复合几率大、量子发光效率高的势垒内梯度硅掺杂的多量子阱结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种高性能的绿光二极管多量子阱结构，其结构沿生长方向依次为：第一Si渐变掺杂的GaN垒层和多组依次叠置的结构单元，单组结构单元沿生长方向由一个In组分固定的InGaN量子阱层和一个Si渐变掺杂的GaN垒层组成，第一Si渐变掺杂的GaN垒层中Si的掺杂浓度沿生长方向线性递减，单组结构单元中的Si渐变掺杂的GaN垒层中，Si的掺杂浓度沿生长方向线性递减。

进一步，所述第一Si渐变掺杂的GaN垒层中Si的掺杂浓度沿生长方向，从1×10¹⁹ cm^-3线性递减至1×10¹⁷ cm^-3。

进一步，所述第一Si渐变掺杂的GaN垒层的厚度为50nm。

进一步，所述结构单元的数量为3-10组。

进一步，所述In组分固定的InGaN量子阱层的厚度为4nm。

进一步，所述结构单元中的Si渐变掺杂的GaN垒层,Si的初始掺杂浓度沿生长方向，从5×10¹⁸ cm^-3线性递减至1×10¹⁶ cm^-3，Si的结束掺杂浓度沿生长方向，从1×10¹⁷ cm^-3线性递减至1×10¹⁶ cm^-3。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型采用势垒内梯度硅掺杂的结构不仅能降低量子阱区的极化效应，还能够降低阱垒界面的位错密度。在长完InGaN阱层后，继续生长GaN垒层会有大量的位错向上攀移，这时开始生长垒层时先采用高浓度的硅掺杂，Si原子可与位错线附件的断键结合，改变位错线的方向，从而抑制位错线向上攀移，从而减少了位错密度。随着垒层厚度的增加，位错密度会逐渐降低，这时可降低硅掺杂浓度避免晶体质量恶化。随着垒层数量的增加，垒层开始生长的硅浓度可逐渐降低。垒层内梯度硅掺杂的结构不仅降低量子阱中的极化效应，而且还能提高量子阱的晶体质量，从而实现提高内量子效率的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高性能的绿光二极管的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种高性能的绿光二极管多量子阱结构示意图。