[实用新型]一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管

说明书

本实用新型公开了一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，包括：N型电极、P型电极、衬底、以及依次层叠于衬底上的N型导电层、量子阱有源区、P型电子阻挡层和P型导电层；其中，N型电极与N型导电层电连接；P型电极与P型导电层电连接；量子阱有源区包括依次层叠于所述N型导电层上的量子阱层和Al_0.6Ga_0.4N量子垒层；量子阱层为阶梯型量子阱，且其厚度为2nm。本实用新型通过设置量子阱有源区，不会造成极强的极化电场，进而改善了由极化效应导致能带弯曲，并提高了电子和空穴波函数重叠率，最终提高了二极管的辐射复合效率和发光效率。

技术领域

本实用新型涉及二极管结构技术领域，更具体的说是涉及一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管。

背景技术

进入21世纪以来，AlGaN基深紫外LED领域迅速发展，深紫外LED在许多方面都展现出了其十分重要的技术应用价值。然而，AlGaN基深紫外LED中Al的组分较高，具有极强的极化电场，能带弯曲变形导致电子和空穴波函数重叠率变低，辐射复合效率低，发光效率低，于是需要提高电子和空穴波函数重叠率解决发光效率低的问题。

但是，一方面为了得到高辐射复合效率工作需要减小Al的组分，另一方面要得到深紫外波段需要增加Al的组分，这便是AlGaN基深紫外LED与生具来的矛盾。带有阶梯型量子阱结构的AlGaN基发光二极管，便可以有效的解决这一问题。

因此，如何提供一种能够提高电子和空穴波函数重叠率以及辐射复合效率的带有阶梯形量子阱结构发光二极管是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管及其制备方法，通过生长阶梯型量子阱有源区，解决了AlGaN基深紫外LED中Al的组分较高，具有极强的极化电场，能带弯曲变形导致电子和空穴波函数重叠率变低、辐射复合效率低和发光效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，包括：N型电极、P型电极、衬底、以及依次层叠于所述衬底上的N型导电层、量子阱有源区、P型电子阻挡层和P型导电层；

其中，所述所述N型电极与所述N型导电层电连接；所述P型电极与所述P型导电层电连接；

所述量子阱有源区包括依次层叠于所述N型导电层上的量子阱层和Al_0.6Ga_0.4N量子垒层；所述量子阱层为阶梯型量子阱，且其厚度为2nm。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型通过设置量子阱有源区，不会造成极强的极化电场，进而改善了由极化效应导致能带弯曲，并提高了电子和空穴波函数重叠率，最终提高了二极管的辐射复合效率和发光效率。

优选的，在上述一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管中，所述量子阱层为二阶梯型量子阱；所述量子阱层包括自下而上依次层叠布置的1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N层和1nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层。

优选的，在上述一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管中，所述量子阱层为三阶梯型量子阱；所述量子阱层包括自下而上依次层叠布置的0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层、1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N层和0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层。