一種具有組分漸變緩沖層的綠光led結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)，包括藍寶石襯底層、GaN成核層、非摻雜GaN層、高溫n型GaN層、InxGa1-xN/GaN多量子阱層和p型GaN層，其特點是在高溫n型GaN層與InxGa1-xN/GaN多量子阱層之間設(shè)置一低溫組分漸變n型InyGa1-yN緩沖層。通過設(shè)置該緩沖層可以緩解InGaN多量子阱發(fā)光層所受到的應力，從而提高量子阱結(jié)構(gòu)層的晶體質(zhì)量，降低非輻射復合，增加綠光LED的發(fā)光效率。
【專利說明】—種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種綠光LED的外延【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上已經(jīng)開始出現(xiàn)越來越多的綠光LED相關(guān)產(chǎn)品，綠光LED應用范圍廣泛，可以應用于室內(nèi)外大型顯示屏、交通信號燈、背光源(平板電腦、手機顯示屏等)、便攜式照明系統(tǒng)、固定彩色照明系統(tǒng)、光學存儲系統(tǒng)等多個領(lǐng)域。綠光LED相關(guān)產(chǎn)品的市場份額也在逐漸增大，市場對綠光LED產(chǎn)品的性能要求也越來越高。如何獲得高高度、高質(zhì)量的綠光LED產(chǎn)品成為現(xiàn)在研究的熱點。
[0003]但是，由于綠光LED外延生長工藝中的量子阱InGaN材料中的In組分(20% —35% )要比藍光LED中(10%—20%)高很多，將意味著在生長綠光LED量子阱材料時需要更低的生長溫度，這與η型GaN層的生長溫度相差較大，會導致量子阱材料較差的晶格質(zhì)量，使綠光LED的高度及性能下降；另外，在綠光LED多量子阱材料的生長過程中，高溫η型GaN層與量子阱材料之間的晶格變化較大，會導致嚴重的晶格失配和極化效應，產(chǎn)生電子空穴波函數(shù)空間分離現(xiàn)象。因此，與藍光LED相比，綠光LED的輻射復合效率會下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能緩解高溫η型GaN結(jié)構(gòu)層和多量子阱發(fā)光層之間的應力差的具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)，包括藍寶石襯底層、GaN成核層、非摻雜GaN層、高溫η型GaN層、InxGai_xN/GaN多量子阱層和P型GaN層，其特點是在高溫η型GaN層與InxGai_xN/GaN多量子阱層之間設(shè)置一低溫組分漸變η型InyGai_yN 緩沖層。
[0006]所述低溫組分漸變η型InyGapyN緩沖層由多層不同In組分的η型InyGahyN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層生長在高溫η型GaN結(jié)構(gòu)層上，所述的多層InyGai_yN薄層In組分從下至上逐漸變大，其中0〈y〈x。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢在于:本發(fā)明在高溫η型GaN結(jié)構(gòu)層與InGaN多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)層之間設(shè)置了低溫組分漸變緩沖層，緩沖層的生長溫度與InGaN多量子阱發(fā)光結(jié)構(gòu)層的生長溫度相同，緩沖層包括了 In組分從下至上逐漸變大的多層InyGai_yN薄層材料，該緩沖層可以緩解InGaN多量子阱發(fā)光層所受到的應力，從而提高量子阱結(jié)構(gòu)層的晶體質(zhì)量，降低非輻射復合，增加綠光LED的發(fā)光效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:1為藍寶石襯底層、2為GaN成核層、3為非摻雜GaN層、4為高溫η型GaN層、5為低溫組分漸變η型InyGai_yN緩沖層、6為InxGai_xN/GaN多量子阱層、7為P型GaN層。

【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，在藍寶石襯底層I上依次生長GaN成核層2、非摻雜GaN層3、高溫η型GaN層4、低溫組分漸變η型InyGai_yN緩沖層5、InxGai_xN/GaN多量子阱層6和p型GaN層7。
[0011]一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)，包括藍寶石襯底層l、GaN成核層2、非摻雜GaN層3、高溫η型GaN層4、InxGai_xN/GaN多量子阱層6和p型GaN層7，其特點是在高溫η型GaN層4與InxGai_xN/GaN多量子阱層6之間設(shè)置一低溫組分漸變η型InyGai_yN緩沖層5。
[0012]所述低溫組分漸變η型InyGapyN緩沖層5由多層不同In組分的η型InyGahyN薄層組成，所述的多層InyGai_yN薄層生長在高溫η型GaN層4上，所述的多層InyGai_yN薄層In組分從下至上逐漸變大，其中0〈y〈x。
【權(quán)利要求】
1.一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)，其特征在于:該結(jié)構(gòu)包括藍寶石襯底層(l)、GaN成核層(2)、非摻雜GaN層(3)、高溫η型GaN層(4)、InxGai_xN/GaN多量子阱層(6)和P型GaN層(7)，其特點是在高溫η型GaN層(4)與InxGai_xN/GaN多量子阱層(6)之間設(shè)置一低溫組分漸變η型InyGai_yN緩沖層(5)； 在藍寶石襯底層(I)上依次生長GaN成核層(2)、非摻雜GaN層(3)、高溫η型GaN層(4)、低溫組分漸變η型InyGa1J緩沖層(5)、InxGai_xN/GaN多量子阱層(6)和p型GaN層⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有組分漸變緩沖層的綠光LED結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低溫組分漸變η型InyGai_yN緩沖層(5)由多層不同In組分的η型InyGai_yN薄層組成；所述的多層InyGa1J薄層生長在高溫η型GaN層(4)上，所述的多層InyGai_yN薄層In組分從下至上逐漸變大，其中0〈y〈x。
【文檔編號】H01L33/12GK104300060SQ201410535822
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王智勇, 楊翠柏, 張楊, 楊光輝 申請人:北京工業(yè)大學