[发明专利]一种绿光发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及光电半导体领域，尤其涉及一种绿光发光二极管。

背景技术

GaN基III-V族氮化物是重要的直接带隙的宽禁带半导体材料。GaN基材料具有优异的机械和化学性能，优异的光电性质，室温下其带隙范围从0.7eV(InN)到6.2eV(AlN)，发光波长涵盖了远红外，红外，可见光，紫外光，深紫外，GaN基材料在蓝光，绿光，紫光及白光二极管等光电子器件领域有广泛的应用背景。

近几年GaN基蓝光LED的外量子效率获得重大提高，达到45％左右(参见：Appl.Phys.Lett.，89，071109等)，但是绿光发光二极管的外量子效率相对于GaN基蓝光LED低得多(参见：Appl.Phys.Lett.，86，101903等)。绿光发光二极管需要高质量高In组分的In_xGa_1-xN/GaN量子阱(x≥15％)，然而由于高In组分的InGaN材料容易发生In的相分离，并且In_xGa_1-xN/GaN多量子阱的界面容易产生大量的V型缺陷，是绿光LED外量子效率低，抗静电能力差的主要原因。

为了克服现有技术中的上述问题，本发明的发明人在发光二极管领域进行了广泛深入的研究，终有本发明的产生。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题提出了通过在外延生长InGaN/GaN量子阱中引入一层插入层来构成一种绿光发光二极管，此类二极管能减少InGaN和GaN间的V型缺陷，并减少In组分的析出，是一种高亮度、抗静电能力强的绿光发光二极管。

一种绿光发光二极管，包括含一插入层的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱，其中0.15≤x≤0.35。

作为本发明的一种优选方案，所述插入层是In_yGa_1-yN，其中x＜y≤1。

作为本发明的另一种优选方案，所述插入层是Al_yGa_1-yN，其中0＜y≤1。

作为本发明的再一种优选方案，所述插入层是In_cAl_1-cN，其中x＜c≤1。

作为本发明的再一种优选方案，所述插入层是Al_aIn_bGa_1-a-bN，其中0＜a＜1，0＜b＜1并且a，b的取值需满足Al_aIn_bGa_1-a-bN的势垒高于GaN的势垒。

作为本发明的再一种优选方案，所述插入层的厚度是0.1～5nm。

作为本发明的再一种优选方案，所述In_xGa_1-xN/GaN多量子阱的量子阱数目为1～20。

本发明通过在外延生长InGaN/GaN量子阱中引入一层插入层来构成一种绿光发光二极管，此类二极管能减少InGaN和GaN间的V型缺陷，并减少In组分的析出，是一种高亮度、抗静电能力强的绿光发光二极管，引入插入层后，300微米×300微米的520nm的绿光LED芯片的20mA下的亮度由100mcd升高至250mcd，芯片的抗静电能力由人体模式500V提高至人体模式4000V。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中，1、蓝宝石衬底，2、GaN成核层，3、非掺杂GaN层，4、n型GaN层，5、InGaN/GaN多量子阱有源层，其中5a为InGaN阱层，5b为插入层，5c为GaN垒层，量子阱数目为1～20，6、p型AlGaN载流子阻挡层，7、p型GaN层。

图2是本发明与普通绿光发光二极管的光功率与电流曲线的对比示意图。

其中，曲线1是本发明含插入层的多量子结构的发光二极管的光功率与电流曲线；曲线2是无插入层的多量子阱结构的发光二极管的光功率与电流曲线。

具体实施方式

一种绿光发光二极管，包括含一插入层的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱，其中0.15≤x≤0.35。