[发明专利]一种可调控能带的LED量子阱结构

权利要求书

1.一种可调控能带的LED量子阱结构装置，其包括至少一个能带被调控的量子阱结构，该能带调控量子阱结构由量子阱势垒层和组分渐变量子阱势阱层交替生长而成。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LED量子阱结构的生长晶面为极性面和半极性面；所述LED量子阱结构的基材料为In_xGa_1-xN，其中0≤x≤1。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LED量子阱结构还包括常规量子阱结构，且常规量子阱数量大于等于0，其由量子阱势垒层和组分不变的量子势阱层交替生成，所述量子阱势阱层中In的组分保持不变。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，量子阱势垒层材料为In_xGa_1-xN，厚度7-20nm；组分渐变和组分不变的量子阱势阱层的材料为In_yGa_1-yN，厚度1-7nm，其中，0≤x＜y≤1；所述常规量子阱结构和能带调控量子阱结构的数目在1-15之间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述量子阱势垒层中In组分不变，而组分渐变量子阱势阱层中In组分沿生长方向渐变，其In组分沿生长方向线性增加；所述组分渐变量子阱势阱层中In组分变化最大值和最小值差异小于0.15，且所述组分不变的量子阱势阱层中In组分在所述组分渐变量子阱势阱层中In组分的变化范围之内。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少有一个能带调控量子阱结构靠近LED的p型侧；所述LED量子阱结构装置在空气中发射的电磁波辐射中心波长在360-650nm之间。

7.一种可调控能带的LED量子阱结构装置的外延生长方法，包括：

步骤1、在蓝宝石衬底上依次生长低温氮化镓缓冲层、氮化镓成核层、n型氮化镓层；

步骤2、生长InGaN能带调控量子阱结构；该能带调控量子阱结构由量子阱势垒层和组分渐变量子阱势阱层交替生长而成。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：生长常规量子阱结构；该常规量子阱结构由量子阱势垒层和组分不变量子势阱层交替生成，所述组分不变量子阱势阱层中In的组分保持不变；其中，所述能带调控量子阱结构和常规量子阱结构按照预定的顺序和数量生长。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在生长常规量子阱结构时，在氮化镓基蓝光或绿光发光二极管有源区的InGaN量子阱结构生长条件下，于N2或H2保护下，使III族金属有机源材料铟的流量和金属有机源材料镓的流量均保持不变输入生长反应室，并保持反应室的其他条件不变，形成InGaN量子阱势阱层。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在生长能带调控量子阱结构时，在氮化镓基蓝光/绿光发光二极管有源区的铟镓氮量子阱势阱层生长条件下，于N2或H2保护下，使III族金属有机源材料铟的流量逐渐增大，金属有机源材料镓的流量保持不变输入生长反应室，形成组分渐变的InGaN量子阱势阱层。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在生长能带调控量子阱结构时，在氮化镓基蓝光/绿光发光二极管有源区的铟镓氮量子阱势阱层生长条件下，于N2或H2保护下，使III族金属有机源材料铟的流量保持不变，而金属有机源材料镓的流量逐渐降低，输入生长反应室，形成组分渐变的InGaN量子阱势阱层。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在生长能带调控量子阱结构时，在氮化镓基蓝光或绿光发光二极管有源区的铟镓氮量子阱势阱层生长条件下，使III族金属有机源材料铟和镓的流量保持不变输入生长反应室，线性降低反应室生长温度，形成组分渐变的InGaN量子阱势阱层。