[发明专利]一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的设计方法

说明书

本发明提供了一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的设计方法，包括：在衬底上采用MOCVD外延生长技术生长外延结构，所述外延结构沿着生长方向依次为本征GaN缓冲层、n型GaN层、有源区、p型GaN层。本发明通过外延生长半极性GaN基发光二极管，使发光波长稳定；二基色混合，改变可调控中间层的生长厚度、掺杂元素类型及掺杂浓度，进而调控发光光谱功率配比，达到白光发光，单芯片白光发光二极管能避免荧光粉带来的弊端，又可以实现高光效发光，具有优异的光视效能。不仅结构简单，且具有更高的自由度，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及半导体照明显示领域，尤其涉及一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的设计方法。

背景技术

由于Ⅲ族氮化物带隙变化范围为0.7eV-6.2eV，波长覆盖近红外到紫外宽广的光谱范围，因其可以实现发光二极管的多波长选择，所以成为白光发光优选材料。目前白光发光二极管的设计方法有3种：第一种就是红绿蓝多芯片组合结构，控制电路相对复杂，成本高；第二种就是单芯片发光二极管加荧光粉实现白光发光，荧光粉会由于高温引起性能变化，导致发光二极管效率下降和光谱改变；第三种就是多基色量子阱结构堆垛起来形成单芯片白光发光，这种单芯片发光发光二极管能够解决上述缺点，但是也有如下缺陷：发光波长不稳定，光视效能较低，结构复杂。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的设计方法，发光光谱功率配比可调控，发光波长稳定，结构简单。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的设计方法，包括：在衬底上采用MOCVD外延生长技术生长外延结构，所述外延结构沿着生长方向依次为本征GaN缓冲层、n型GaN层、有源区、p型GaN层。

进一步的，所述衬底的材料为(22-43)面蓝宝石。

进一步的，在衬底上生长半极性(20-21)面的本征GaN缓冲层。

进一步的，所述有源区按照生长顺序依次为黄光量子阱发光层、可调控中间层和蓝光量子阱发光层。

进一步的，所述黄光量子阱中的In组分为30％，发光波长为572nm。

进一步的，所述黄光量子阱的生长周期为两个。

进一步的，所述蓝光量子阱中的In组分为17％，发光波长为450nm。

进一步的，所述蓝光量子阱的生长周期为一个。

进一步的，所述可调控中间层，可以改变生长厚度、掺杂元素类型及掺杂浓度。

本发明的有益效果：

1.本发明通过外延生长半极性GaN基发光二极管，使发光波长稳定；二基色混合，改变可调控中间层的生长厚度、掺杂元素类型及掺杂浓度，进而调控发光光谱功率配比，达到白光发光，单芯片白光发光二极管能避免荧光粉带来的弊端，又可以实现高光效发光，具有优异的光视效能。不仅结构简单，且具有更高的自由度，应用前景广阔。

2.本发明不需要复杂的外延结构，也不需要添加额外的插入层，仅通过可调控中间的参数改变，就能灵活调控发光光谱功率配比，拥有更高自由度。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种具有高光效、低色漂移的白光发光二极管的结构示意图。

图2为本发明实施例一的白光发光二极管在电流密度20A/cm²下的SiLENSe模拟能带图。

图3为本发明实施例一的白光发光二极管的SiLENSe模拟空穴分布图。