[实用新型]基于超晶格势垒量子阱结构的LED

说明书

本实用新型提供一种基于超晶格势垒量子阱结构的LED，属于半导体技术领域。包括：蓝宝石衬底；设于蓝宝石衬底上面的GaN形核层；设于GaN形核层上面的未掺杂的GaN层；设于未掺杂的GaN层上面的n型GaN层；设于n型GaN层上面的量子阱区，量子阱区从下至上包括8～15周期的第一区域和3～10周期的第二区域，第一区域包括从下至上设的3～10周期的超晶格Al_xIn_yGa_1‑x‑yN/GaN势垒层和InGaN势阱层，第二区域包括3～10周期的Al_xIn_yGa_1‑x‑yN/GaN势垒层；设于第二区域上面的p型AlGaN电子阻挡层；设于p型AlGaN电子阻挡层上面的p型GaN层；设于p型GaN层上面的电极接触层。本实用新型实施例提高了电子和空穴的注入效率和增加对电子的束缚能力，减少了电子泄漏，使电子和空穴的辐射复合效率增加。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种基于超晶格势垒量子阱结构的LED。

背景技术

目前，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)已经成为节能照明的重要组成部分，在很多地方已经取代传统的白炽灯和荧光灯泡，受到各国科技人员的广泛关注。经过世界各国的努力研究，现在LED的发光效率已经显著提高。

目前的LED包括蓝宝石衬底、GaN形核层、未掺杂型GaN层、n型GaN层、GaN(AlGaN)/InGaN量子阱区，p型AlGaN电子阻挡层、p型GaN层和电极接触层。这种结构的LED虽然对LED的发光效率有一定的提高，但是该种结构LED量子阱区中的高铟含量不仅会产生大量失配位错和很大的压电极化效应，也使量子势阱层和和势垒层的晶格失配度增加；同时也增加了电子泄漏率，从而提高了非辐射复合几率，因而降低了内量子效率和发光效率。

提高LED内量子效率和发光效率的传统方法有掺杂GaN势垒和量子阱区势阱是超晶格结构的方法。这些方法虽然在传统量子阱结构中添加了超晶格势阱层，在一定程度上减少了晶格失配，同时也增加了量子阱中空穴的注入效率，空穴浓度增加，从而提高了内量子效率，使发光效率得到很大的改善，但是并没有减少量子阱中电子的泄漏。另外，虽然传统的AlGaN势垒可以提供更高的势垒来限制量子阱中载流子的泄漏。然而，由于AlGaN/InGaN之间的晶格失配度比GaN/InGaN的大，因此，AlGaN势垒在有源区域中会产生更强的极化效应，LED器件的量子斯塔克效应增强，波长温度性变差。

发明内容

为了解决目前的LED存在有源层中空穴的注入效率低和电子泄漏高的问题，本实用新型提供一种基于超晶格势垒量子阱结构的LED。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于超晶格势垒量子阱结构的LED，其包括：蓝宝石衬底；设置于蓝宝石衬底上面的GaN形核层；设置于GaN形核层上面的未掺杂的GaN层；设置于未掺杂的GaN层上面的n型GaN层；设置于n型GaN层上面的量子阱区，所述量子阱区从下至上包括8～15周期的第一区域和3～10周期的第二区域，所述第一区域包括从下至上设置的3～10周期的超晶格Al_xIn_yGa_1-x-yN/GaN势垒层和InGaN势阱层，所述第二区域包括3～10周期的Al_xIn_yGa_1-x-yN/GaN势垒层；设置于第二区域上面的p型AlGaN电子阻挡层；设置于p型AlGaN电子阻挡层上面的p型GaN层；设置于p型GaN层上面的电极接触层。

可选地，所述n型GaN层为Si掺杂的n型GaN层。

可选地，所述p型GaN层为Mg掺杂的p型GaN层。