[发明专利]一种氮化物半导体发光二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种氮化物半导体发光二极管，包括：N型氮化物半导体，多量子阱，P型氮化物半导体，其特征在于：所述多量子阱由阱层和垒层构成的周期性结构，阱层由至少一相分离层和一非相分离层组成，所述相分离层和非相分离层在空间上沿c轴有序分开，保证二者之间存在尖锐的界面，所述相分离层不参与辐射复合，该层形成激子限域深势阱和三维量子限制多量子态的量子点，抑制载流子被非辐射复合中心俘获，并给非相分离层施加量子效应和提供空穴与电子注入；所述非相分离层提供电子和空穴辐射复合的势阱，控制发光波长。

2.根据权利要求1所述一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述阱层内的相分离层必须满足∂G/∂x < 0，形成亚稳态分解效应，从而形成In_xGa_1-xN相分离层，形成激子限域深势阱和三维量子限制多量子态的量子点，其中G为自由能，x为In_xGa_1-xN的In组分。

3.根据权利要求1所述一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述阱层内的非相分离层必须满足∂G/∂x > 0，In原子具备足够的弛豫和生长的能量，使In_yGa_1-yN的In原子分布均匀，In_yGa_1-yN的In组分不发生相分离，形成量子阱的势阱，其中G为自由能，x为In_xGa_1-xN的In组分。

4.根据权利要求2或3所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述非相分离层的In_yGa_1-yN的In组分为恒定值，In组分均匀分布，其中0≤y≤1；所述相分离层内的In_xGa_1-xN的In组分呈相分离状态，其中0≤x≤1，相分离层的组成包括In团簇、In量子点、InN量子点和In_zGa_1-zN组分波动层，其中In_zGa_1-zN组分波动层的In波动范围：y-10%≤z≤y+10%；相分离层的组成形式包括团聚、有序和分离。

5.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述相分离层的In_xGa_1-xN的In组分在混溶隙内，厚度大于临界厚度，生长温度T1低于临界温度T0，使相分离的驱动力大于衬底应力，从而产生相分离。

6.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述非相分离层的In_xGa_1-xN的In组分在混溶隙外，厚度小于临界厚度，生长温度T2高于临界温度T0，使相分离驱动力小于衬底应力，In原子被均匀束缚在晶格上，In组分均匀分布，In组分保持恒定值，不产生波动。

7.根据权利要求5或6所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述的临界厚度h_c满足以下条件：

，

其中，x为相分离层的In_xGa_1-xN的In组分，v为泊松比，b是滑移间距（Burgers矢量级），a（x）为In_xGa_1-xN弛豫后体材料的晶格常数，可根据Vegard法则确定，f 是In_xGa_1-xN与GaN的晶格失配度。