[发明专利]GaN基LED结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明属于LED(LightEmittingDiode，发光二极管)技术领域，具体涉及一种GaN 基LED结构及其形成方法。

背景技术

随着LED产业的不断发展，LED凭借其节能环保的优势成为新一代的照明光源，同时 在LED器件性能上也不断向亮度高、电压低、可靠性好的方向发展。现有工艺中通过在量 子阱发光层后插入电子阻挡层，以利于增加电子空穴的空间复合概率，提高内量子效率， 提升光效。

常见的电子阻挡层有AlGaN块结构、AlGaN/GaN超晶格结构等形式。AlGaN材料的 禁带宽度较GaN材料的禁带宽度大，在量子阱发光层后插入AlGaN块结构或者AlGaN/GaN 超晶格结构的电子阻挡层，虽然能有效的阻挡电子越过量子阱发光层迁至P型层中，但同 时也阻挡了空穴迁至量子阱发光层中，电子空穴复合的效率还有待提高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的内量子效率不够高的技术问题之一。 为此，本发明的目的在于提出一种内量子效率高的GaN基LED结构及其形成方法。

有鉴于此，根据本发明实施例的GaN基LED结构，可以包括：衬底；位于所述衬底 之上的第一掺杂类型GaN层；位于所述第一掺杂类型GaN层之上的量子阱发光层；位于 所述量子阱发光层之上的第二掺杂类型GaN层；电子阻挡层，所述电子阻挡层位于所述量 子阱发光层与P掺杂类型GaN层之间，其中，所述电子阻挡层包括块结构层和超晶格结构 层，所述块结构层的禁带宽度大于GaN的禁带宽度，所述超晶格结构层用于调节所述P掺 杂类型GaN层与所述块结构层之间的能带倾斜程度以降低空穴势垒高度；以及P电极和N 电极。

根据本发明实施例的GaN基LED结构，采用块结构层加超晶格结构层的复合结构， 一方面提高电子势垒高度、减少电子逸出量子阱发光层，另一方面有效降低空穴势垒高度， 促使P型层的空穴更容易移动至量子阱发光层，大幅度提升电子空穴在量子阱发光层内的 复合发光效率。本发明的GaN基LED结构还具有结构简单的优点。

有鉴于此，根据本发明实施例的GaN基LED结构的形成方法，可以包括以下步骤： 提供衬底；在所述衬底之上形成第一掺杂类型GaN层；在所述第一掺杂类型GaN层之上 形成量子阱发光层；在所述量子阱发光层之上形成第二掺杂类型GaN层；在所述量子阱发 光层与P掺杂类型GaN层之间形成电子阻挡层，其中，所述电子阻挡层包括块结构层和超 晶格结构层，所述块结构层的禁带宽度大于GaN的禁带宽度，所述超晶格结构层用于调节 所述P掺杂类型GaN层与所述块结构层之间的能带倾斜程度以降低空穴势垒高度；以及形 成P电极和N电极。

根据本发明实施例的GaN基LED结构的形成方法，采用块结构层加超晶格结构层的 复合结构，一方面提高电子势垒高度、减少电子逸出量子阱发光层，另一方面有效降低空 穴势垒高度，促使P型层的空穴更容易移动至量子阱发光层，大幅度提升电子空穴在量子 阱发光层内的复合发光效率。本发明的GaN基LED结构的形成方法还具有工艺简单的优 点。

附图说明

图1a为本发明第一实施例的GaN基LED结构的示意图。

图1b为图1a示出的GaN基LED结构的局部能带示意图。

图2a是本发明第二实施例的GaN基LED结构的示意图。

图2b为图2a示出的GaN基LED结构的局部能带示意图。

图3a是本发明第三实施例的GaN基LED结构的示意图。

图3b为图3a示出的GaN基LED结构的局部能带示意图。

图4a是本发明第四实施例的GaN基LED结构的示意图。

图4b为图4a示出的GaN基LED结构的局部能带示意图。

图5是本发明实施例的GaN基LED结构的形成方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。